Very Large Telescope har fått ett nytt instrument som gör teleskopet än effektivare

 

Very Large Telescope (VLT) vid Cerro Paranal i norra Chile är ett av de främsta markbaserade observatorierna. Med ett nytt infrarött instrument som nyligen installerats på teleskopet har det blivit än effektivare.

Enhanced Resolution Imager and Spectrograph (ERIS) levererades till Chile i december 2021 och de första testobservationerna genomfördes i februari i år. ESO, European Organization for Astronomical Research in the Southern Hemisphere, en internationell organisation som samordnar användningen av VLT med flera andra observatorier säger att detta infrarödsökande instrument kommer att kunna se  detaljrikare ut i solsystem, exoplanetmiljöer och galaxer.

"ERIS-instrumentet kombinerar en toppmodern infraröd bildtagare Near Infrared Camera System  (NIX-imager (NIX)) med en integralfältspektrograf (SPIFFIER - SPectrometer for Infrared Faint Field Imaging) vilka tillsammans använder ett laser assisterat adaptivt optiksystem för att förbättra bildskärpan. Den adaptiva optiken korrigerar  suddighetseffekterna från jordens atmosfär i realtid.

Från ESO sägs att ERIS kommer att vara aktivt i minst tio år och förväntas ge betydande bidrag till mängder av ämnen inom astronomi, allt från avlägsna galaxer och svarta hål till exoplaneter och dvärgplaneter inom vårt eget solsystem. 

"Vi förväntar oss inte bara att ERIS ska uppfylla sina huvudsakliga mål", säger Harald Kuntschner, ESO:s projektforskare för ERIS, i ett pressmeddelande, "utan att det på grund av sin mångsidighet också kan användas för en mängd andra vetenskapliga saker vilket förhoppningsvis leder till nya och oväntade resultat."ERIS är monterat på VLT:s enhetsteleskop 4 och tjänstemän säger att uppgraderingen ger några viktiga förbättringar av anläggningen i det kommande decenniet.

"ERIS blåser nytt liv i VLT: s grundläggande adaptiva optikavbildnings- och spektroskopiförmåga", säger Ric Davies, huvudprövare för ERIS-konsortiet och forskare vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. "Tack vare ansträngningarna från alla  involverade i projektet genom åren kan många vetenskapliga projekt nu börja dra nytta av den förbättrade upplösningen och känslighet som instrumentet kan uppnå."

Se bilden ovan från ESO/ERIS-teamet publicerad i https://www.universetoday.com/ det är den första officiella bilden som släpptes från ERIS. Bilden visar galaxen NGC 1097, som  ERIS såg den till höger, med en bild av samma galax som tagits med det tidigare instrumentet NACO, som består av Nasmyth Adaptive Optics System (NAOS) och Near-Infrared Imager and Spectrograph (CONICA), till vänster.

Artemisprogrammet kan vara det sista uppdraget med människor ombord

 

Artemisprogrammet (följ länken här för att läsa mer om vilka uppskjutningar som planeras över tid och dessas uppdrag) är ett projekt vars mål är att sända människor till månen. Men det kan även vara det sista programmet med en mänsklig besättning. Billigare och mer säkert är att vid resa till ex Mars är att sända robotar.

Neil Armstrong tog sitt historiska "ett litet steg" på månen 1969. Och bara tre år senare skedde det sista av Apollouppdragen.

Därefter har hundratals astronauter sänts upp i rymden men då till den internationella rymdstationen. Ingen människa har sedan 1972 farit mer än några hundra kilometer från jorden.

Det USA-ledda Artemis-programmet syftar dock till att åter sända människor till månen under 2020 talet. Artemis 1 som är på väg tillbaka till jorden just nu är en del av i den första testflygning runt månen.

De mest relevanta skillnaderna mellan Apollo-eran och mitten av 2020-talet är en otrolig förbättring av datorkraft och robotik. Dessutom kan supermakts rivalisering inte längre motivera massiva utgifter, som i det kalla krigets konkurrens med Sovjetunionen (eller kan det detta med Ryssland i våra dagar (min anm.)).

I Artemis-uppdraget använder NASA:s helt nya rymduppskjutningssystem. Raketen är den mest kraftfulla raketen någonsin och har likheter med Saturn V-raketerna som skickade ett dussin Apollo-astronauter till månen. Liksom sina föregångare kombinerar Artemis-boostern flytande väte och syre för att skapa enorm lyftkraft innan den faller i havet, för att aldrig mer användas. Varje lansering har en beräknad kostnad på mellan 2 -4 miljarder dollar.

Framsteg inom robotutforskning exemplifieras av sviten av rovers på Mars, där Perseverance, NASA:s senaste prospektör, kan köra själv genom stenig terräng med endast begränsad vägledning från jorden. Förbättringar av sensorer och artificiell intelligens (AI) kommer ytterligare att göra det möjligt för robotarna själva att identifiera särskilt intressanta platser, varifrån de kan samla prover för att sända tillbaka till jorden.

Inom de kommande ett eller två decennierna kan robotutforskning av Mars-ytan vara nästan helt autonom där mänsklig närvaro bara ger en mindre fördel. På liknande sätt kräver ingenjörsprojekt – som astronomers dröm om att bygga ett stort radioteleskop på månens baksida detta fritt från störningar från jorden och oberoende av mänskligt ingripande. Sådana projekt kan helt och hållet konstrueras av robotar.

Istället för astronauter, som behöver en välutrustad plats att bo på om de behövs för ett byggnadsändamål, kan robotar stanna permanent på sin arbetsplats. På samma sätt om brytning av månjord eller asteroider för sällsynta material blir ekonomiskt lönsamt skulle detta kunna göras billigare och säkrare med robotar.

Robotar skulle också kunna utforska Jupiter, Saturnus och deras månar med små extra kostnader eftersom resor på flera år utgör lite mer utmaning för en robot än den sex månader långa resan till Mars.

Kanske robotar är framtiden för utforskning av vårt solsystem. De behöver inte föda som människan. Kanske även utomjordiska besök (om de finns) har besättningar av robotar.

Bild wikimedia. En liten robot på ISS. Originalet är en NASA-bild.

Exoplanet Gliese 367 b upptäckt av Tess

 

Det finns planeter därute i kosmos med banor runt sin sol på mindre än 24 timmar. Planeter som finns mycket nära sin sol. Hur dessa planeter hamnade i dessa  extrema konfigurationer är ett av den exoplanetära vetenskapens mysterier.

Nyligen upptäckte astronomer en planet med en mycket kort bana runt sin sol. En planet som även har en låg densitet. Planeten kallas GJ 367 b och den kretsar kring sin stjärna på enbart åtta timmar. Planeten är ungefär lika stor som Mars men hälften så massiv som jorden vilket gör den till en av de lättaste planeterna som upptäckts hittills.

GJ 367 b kretsar kring en stjärna som finns 31 ljusår från vår egen sol tillräckligt nära för att forskare skulle kunna fastställa egenskaper hos planeten. Till exempel kunde teamet bestämma att GJ 376 b är en stenplanet och sannolikt har en solid kärna av järn och nickel likt Merkurius har vilken även den finns nära en sol. Vår sol men dock tar Merkurius 88 dygn på sig för sitt varv runt solen.

På grund av sin extrema närhet till sin stjärna uppskattar astronomerna att GJ 376 b får 500 gånger mer strålning från sin sol än vad jorden får från vår sol. Det innebär att planetens dagsida har en temperatur av upp till 1500 grader Celsius. Under sådana extrema temperaturer skulle varje betydande atmosfär för länge sedan förångats bort tillsammans med alla tecken på liv åtminstone liv som vi känner det.

Men det finns en chans att här finns liv i detta solsystem. GJ 376 b sol är en röd dvärg, eller M-dvärg - en typ av stjärna som vanligtvis har flera planeter. Upptäckten av GJ 367 b runt en sådan stjärna pekar på möjligheten för fler planeter i detta system, vilket kan hjälpa forskare att förstå ursprunget till GJ 376 b och andra ultrakorta planeter.

" För den här klassen av stjärnor skulle den beboeliga zonen vara någonstans nära en månadslång omloppsbana", säger teammedlem George Ricker, senior forskare vid MIT: s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. – Eftersom den här stjärnan är så nära, och så ljus, har vi en god chans att se eventuellt andra planeter i det här systemet”.

Teamets resultat publicerades i dagarna i tidskriften Science. Studien leddes av forskare från Institute of Planetary Research vid German Aerospace Center, i samarbete med en internationell grupp forskare, inklusive MIT-medförfattare Ricker, Roland Vanderspek och Sara Seager.

Planeten upptäcktes av NASA: s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), under ett MIT-lett uppdrag, där Ricker är huvudutredare. TESS övervakar himlen för förändringar i ljusstyrkan hos de närmaste stjärnorna. Forskare analyserar TESS-data för transiteringar eller periodiska minskningar av stjärnord ljus. Någon som indikerar att en planet kort blockerar en stjärnas ljus vid sin bana runt denna.

Bild teleskopet Tess som upptäckte Gliese 367 b. Bild vikipedia,

Misstänkt organiska föreningar i prov från Jezero-kratern på Mars

 

I en nyligen publicerad studierapport i Science visas analysresultat från flera stenar som hittades längst ner i Jezero Cratern på Mars. Platsen där Perseverance rovern landade 2020. Analysresultatet visar en betydande interaktion mellan klipporna och vatten i det förflutna. Stenproven innehåller även bevis som överensstämmer med närvaro av organiska föreningar. Förekomsten av organiska föreningar (här i form av kemiska föreningar av kol-vätebindningar) är dock inte  bevis på liv då dessa föreningar även kan uppstå genom icke-biologiska processer. I ett framtida uppdrag med syfte att återföra proverna till jorden för analys behövs innan man säkert kan ge säkra bevis för det ena eller det andra.

Studien leddes av forskare vid Caltech, tillsammans med ett internationellt team av forskare från Imperial college London.

Professor Mark Sephton, vid Department of Earth Science & Engineering at Imperial college London var en av deltagarna i vetenskapsteamet som deltog i roveroperationerna  på Mars och som arbetade med resultaten. Han sa : "Jag hoppas att dessa prover en dag kan returneras till jorden så att vi kan se om vatten finns här och eventuellt organiskt material och därmed utforska om förhållandena var rätt för liv i Mars tidiga historia."

Forskningen finansierades av NASA, Europeiska forskningsråd och Rymdstyrelse inklusive den brittiska rymdstyrelsen.

Mer om de instrument som användes av rovern och arbetets fortgång kan man läsa om här. 

Bild Vy över Jezero tagen av marsbilen Perseverances vänstra navigationskamera (Navcam).

Svarta hål är svåra att urskilja från eventuellt existerade Maskhål.

 

Maskhål eller som de även kallas Einstein-Rosen-broar är en lösning till relativitetsteorins fältekvationer. Einstein och Rosen fann lösningen genom att skriva om Schwarzschild-metriken för ett svart hål till en form som saknar  singularitet i centrum. 

Den nya lösningen beskriver då istället en tunnel mellan två plana delar i rumtiden. Dessa delar kan ligga mycket långt från varandra så långt (ljusår) att maskhålet som detta kallas till synes erbjuder en genväg mellan de båda delarna ( omedlbar restid, nolltid). Senare forskning har dock visat att maskhål är instabila om de består av vanlig materia och energi. För att göra det stabilt krävs negativ energi (kan mörk energi och  mörk materia vara lösningen på  negativ energi och materia om nu mörk energi och mörk materia existerar vilket jag tvivlar på (min anm.).

Ett svart hål är enligt den allmänna relativitetsteorin, en koncentration av massa med ett så starkt gravitationsfält att ingenting inte ens ljus kan fly därifrån. Materia eller ljus som kommer in innanför det svarta hålets händelsehorisont förblir där och kan aldrig komma ut igen, förutom eventuellt oerhört långsamt i form av Hawkingstrålning. Vad man vet i dag finns ett svart hål i centrum av alla galaxer. Men även fritt flytande svarta hål anses finnas. 

En grupp forskare vid Sofias universitet har nu hittat bevis som tyder på att anledningen till att ett maskhål aldrig har observerats är att de är nästan identiska med svarta hål (enligt teorin, ingen vet om de ens kan existera eller existerar därute (min anm)).

I en nyskriven artikel publicerad i tidskriften Physical Review D, beskriver Petya Nedkova, Galin Gyulchev, Stoytcho Yazadjiev och Valentin Delijski hur de  teoretisk studerat  linjär polarisering från en ackretionsskiva som är belägen runt en klass av statiska traverserbara maskhål och jämförde resultaten med bilder av svarta hål.

Ett maskhål skulle teoretiskt ha formen av ett slags tunnel som förbinder två olika delar av universum. Att röra sig genom tunneln skulle möjliggöra resor till avlägsna destinationer på sätt som inte är möjligt för rymdskepp som i teorin inte kan röra sig snabbare än ljusets hastighet. Maskhålet möjliggör en resa som sker utan tidsförspillan. Lika fort som du åker in i detta är du framme på din destination (min anm.).

Ingen har någonsin observerat ett maskhål eller ens sett några fysiska bevis för dess existens. Men i teorin och i matematiska uträkningar kan de ses som realiteter. Då teorin för deras existens är så stark, antar astrofysiker att de existerar. Problemet är att vi antingen saknar tekniken för att upptäcka dem, eller så har vi inte letat efter dem på rätt sätt eller plats.

I denna nya insats föreslår forskarna i Bulgarien att då de har hittat bevis via teori, tyder det på att de bör finnas där ute och att anledningen till att vi inte upptäckt dem är att vi misstar dem för svarta hål.

Arbetet innebar att studera maskhålsteorier och sedan tillämpa dessa på skapandet av datasimuleringar, med tonvikt på polariteten hos det ljus som skulle avges av ett sådant objekt - och genom att också ta hänsyn till egenskaperna hos en antagen ackretionsskiva som omger dem. De skapade sedan både direkta och indirekta bilder för att skildra hur ett maskhål skulle se ut och jämförde dem med svarta hål; resultatet blev att de såg anmärkningsvärt lika ut. 

Forskarna noterade dock att det borde vara möjligt att skilja maskhål och svarta hål åt genom att notera subtila skillnader mellan dem, såsom polarisationsmönster och intensiteter och deras radier.

Jag tvivlar på det. En annan fråga är var man hamnar om man sänder något in i ett maskhål? Hur ska vi veta det? Kan maskhål kontrolleras? Kan svarta hål samtidigt vara även ett maskhål? Är maskhål och svarta hål samma sak? Ingen vet vad som sker om man hamnar i ett svart hål. Men försvinner materia i ett maskhål måste tecken på var detta kommer ut finnas och kunna hittas därute: Om nu inte maskhål sänder mynnar ut i en annan dimension ett annat universum i tid och rum. Men då borde omvända maskhål sända ut i vårt. Inga tecken finns på detta eller har hittats.

Bild vikipedia.

Europa Clipper är en stor farkost som ska färdas till Jupiters måne Europa

 

Europa är Jupiters fjärde största måne i storleksordning. Den tycks vara täckt av is vilket skulle förklara varför den nästan helt ses sakna kratrar (de är täckta av is). Under istäcket tror man att ett flytande hav troligen finns. Jupiters starka magnetfält och den vulkaniska aktiviteten under ytan skulle kunna ge värme till havet och man spekulerar i om det eventuellt finns primitiva livsformer där.

Europa Clipper är en interplanetär rymdsond under utveckling av NASA. Planen är att den ska sändas upp under 2020-talet för att studera månen Europa genom en serie av förbiflygningar.

Arbetet med farkosten görs från: JPL (jet Propulsion Laboratory.) som drivs av Caltech i Pasadena, Kalifornien, varifrån utvecklingen sker av Europa Clipper-uppdraget i samarbete med Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), i Laurel, Maryland, för NASA: s Science Mission Directorate i Washington. APL designade farkosten i samarbete med JPL och NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Planetary Missions Program Office vid NASA: s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, vilka utför programhantering av Europa Clipper-uppdraget.

För mer teknisk data om hur farkosten ser ut och byggs upp. Följ denna länk. 

Bild vikipedia på Europa Clipper som den ska se ut.

Webb-teleskopet har upptäckt en planet med en mycket annorlunda atmosfär

 

WASP-39b finns i Jungfruns stjärnbild och cirka 700 ljusår från jorden dess sol är WASP-39.

Webbteleskopet och med flera teleskop ex NASA: s Hubble och Spitzerteleskop har tidigare avslöjat isolerade ingredienser i denna planets atmosfär. Men de nya avläsningarna från Webb ger en fullständig meny av innehåll  och  tecken på aktiva kemiska reaktioner och moln i denna atmosfär.

De senaste uppgifterna ger  en antydan av hur dessa moln kan se ut på nära håll. Det är uppbrutna moln /exempel från jorden på uppbrutna moln är ex cumulusmoln) snarare än ett enda molnhöjt täcke över hela planeten. Så är det även på Jorden som inte heller denna är helt höljd i moln som ex Venus är.

Webb-teleskopets uppsättning av mycket känsliga instrument tränades för att undersöka atmosfären i WASP-39 b. Denna ligger nära sin sol ca åtta gånger närmre sin sol än Merkurius är vår sol och har en storlek som Saturnus.

Fynden bådar gott för förmågan hos Webbs instrument att genomföra  breda spektrum från undersökningar av alla typer av exoplaneter som vetenskapssamhället hoppas finna spännande fynd på. Det inkluderar att undersöka atmosfärerna hos mindre och steniga planeter som de i TRAPPIST-1-systemet. 

"Vi observerade WASP-39 b med flera instrument som tillsammans gav oss en bred del i det infraröda spektrumet och en mängd kemiska fingeravtryck som varit otillgängliga fram till detta uppdrag, säger Natalie Batalha, astronom vid University of California, Santa Cruz, som bidrog till och hjälpte till att samordna den nya forskningens resultat.

Sviten av upptäckter av atmosfärens innehåll beskrivs i en uppsättning av fem nya vetenskapliga artiklar, varav tre är i press och två av dem är under granskning. Bland avslöjandena är den första gången svaveldioxid en molekyl som framställs ur kemiska reaktioner som utlöses av högenergiljus från en  sols strålning upptäckts i en exoplanets atmosfär.

 "Det är första gången vi ser konkreta bevis på fotokemi - kemiska reaktioner initierade av energirikt stjärnljus - på en exoplanet", säger Shang-Min Tsai, forskare vid University of Oxford i Storbritannien och huvudförfattare till artikeln.

"Planeter förändras och förvandlas genom att de kretsar i sin sols strålningsbad", säger Batalha och tillägger att på jorden får detta livet att frodas.

WASP-39 b närhet till sin sol gör den till ett laboratorium för att studera effekterna av strålning från solstrålning på exoplaneter.

För att se ljuset från WASP-39 b spårade Webb planeten när den passerade framför sin stjärna, så  en del av stjärnans ljus kunde filtreras genom planetens atmosfär. Olika typer av kemikalier i atmosfären absorberar olika färger i spektrum de färger som saknas berättar för astronomer vilka molekyler som finns. Genom att se på universum i infrarött ljus kan Webb plocka upp kemiska fingeravtryck som inte kan upptäckas i synligt ljus.

Andra atmosfäriska beståndsdelar som detekterades av Webb-teleskopet inkluderade natrium, kalium och vattenånga.

Webb upptäckte även koldioxid. Under tiden då observationen gjordes detekterades kolmonoxid men signaturer av metan (CH4) och vätesulfid saknades. Om dessa  molekyler förekommer är det vid mycket låga nivåer.

Att ha en sådan komplett lista över kemiska ingredienser i en exoplanets atmosfär ger forskare en glimt av överflödet av olika element i förhållandet till varandra, såsom kol-till-syre eller kalium-till-syre-förhållande. Det ger i sin tur inblick i hur denna planet – och kanske andra – bildades ur den skiva av gas och stoft som omgav moderstjärnan i dess yngre år.

Spännande tider och resultat väntar med James webbteleskopet.

Bild vikipedia på Wasp-39b som visar hur man anser det kan se ut på plats.