De ljusstarkaste och mest energirika explosionerna i universum kommer inte därifrån vi trodde

 

Fenomenet upptäcktes i december 2021 av NASA: s NeilGehrels Swift Observatory och även av Fermi Gamma-ray Space Telescope /

Det var en gammablixt av en oerhört energirik explosion. Explosioner av detta slag kan pågå från några millisekunder till flera timmar.

Den gavs beteckningen GRB 211211A och hade en varaktighet av ungefär en minut. Det är en relativt lång explosion som vanligtvis innebär kollapsen av en massiv stjärna till en supernova. Men GRB 211211A  innehöll ett överskott av infrarött ljus och var mycket svagare och snabbare i sitt skeende och bleknande snabbare än en klassisk supernova. Det antydde att något annat troligen var källan.

I en ny studie publicerad nyligen i Nature beskrev ett internationellt forskarlag att det infraröda ljuset troligast kom från en kilonova. 

En kilonova är en övergående astronomisk händelse som inträffar i ett kompakt binärt system när två neutronstjärnor eller en neutronstjärna och ett svart hål smälter samman. Dessa sammanslagningar antas ge gammablixtar. Det är en sällsynt händelse som sker då neutronstjärnor eller en neutronstjärna och ett svart hål kolliderar (enligt teorin). En händelse som producerar tunga element som ex guld och platina. Hittills har dessa händelser (kilonovor) associerats med gammablixtar med en varaktighet på mindre än två sekunder.

Arbetet med ovan lösning leddes av Jillian Rastinejad vid Northwestern University i USA tillsammans med fysiker från University of Birmingham och University of Leicester i Storbritannien inklusiv Radboud University i Nederländerna.

Dr Matt Nicholl, docent vid University of Birmingham sade i ett uttalande, " Vi fann att den här händelsen producerade cirka 1000 gånger jordens massa i mycket tunga element. Detta stöder tanken att dessa kilonovor är de viktigaste guldkällorna i universum”.

Vi förväntar oss däremot inte att sammanslagningar av detta slag till kilonovor pågår mer än cirka två sekunder. Av någon anledning pågick GRB 211211A  i nästan en hel minut. Det är möjligt att beteendet kan förklaras av att det vi såg var en neutronstjärna som slets sönder av ett svart hål.

Kilonovan varifrån   GRB 211211A kom är den närmaste som har upptäckts utan att tecken på gravitationsvågor upptäcktes och har spännande konsekvenser för den kommande gravitationsvågobservationskörning, som planeras under 2023. Dess närhet i en granngalax  1 miljard ljusår bort ger forskare möjlighet att studera egenskaperna hos sammanslagningen i oöverträffad detalj.

En relaterad artikel från samma samarbete i Nature Astronomy, ledd av Dr Benjamin Gompertz, biträdande professor vid University of Birmingham, beskriver några av dessa egenskaper.

I synnerhet identifierade teamet hur GRB 211211A  högenergielektroner färdades med nästan ljusets hastighet och att detta orsakade gammastrålningen. Kylningen av gammastrålen visade sig (teoretiskt) kunna vara anledningen till det långvariga GRB-utsläppet.

Vidare upptäckter och analyser av detta fenomen eller framtida sådana kan ge ett mer säkert svar på om det är neutronstjärnor som smälts samman eller ett svart hål som drar till sig en neutronstjärna eller om båda slagen kan ge likartat utsläpp av gammastrålning. Idag vet vi inte säkert detta.

Bild från https://www.birmingham.ac.uk/index.aspx som visar en konstnärs intryck av gammablixt GRB 211211A Upphovsman: Soheb Mandhai / @TheAstroPhoenix

Ett till synes spökaktigt sken omger vårt solsystem

 

Bortsett från stjärnorna och månen ser natthimlen mörk ut. Men en grupp forskare var nyfikna på hur mörkt det egentligen är.

För att ta reda på det beslutade astronomer att se igenom 200000 bilder från NASA: s rymdteleskop Hubble och göra tiotusentals mätningar av dessa bilder för att leta efter eventuell kvarvarande bakgrundsstrålning därute. Projektet fick namnet SKYSURF. Man sökte efter ljus som inte kom från skenet från planeter, stjärnor, galaxer och eller reflexer från damm i vårt solsystem.

När forskare slutfört  inventeringen  fann de likväl ett mycket litet överskott av ljus vilket kunde motsvaras i styrka som ett stadigt sken från 10 eldflugor. Ett sken som fanns över runt om och i vårt solsystem. Det är som att släcka alla lampor i ett stängt rum och ändå hitta ett kusligt sken från väggar, tak och golv.

Astronomer  säger att en möjlig förklaring till detta kvarvarande sken är att vårt solsystem innehåller en svag sfär av stoft från kometer som faller in i solsystemet från alla håll, och att det är glöden av solljus som reflekteras i detta stoff. Om det är stämmer kan detta damms sken vara ett  bytt tillskott för att förstå solsystemets tidigare kända arkitektur.

Denna teori förstärks av det faktum av att ett annat team av astronomer som 2021 använde data från NASA: s New Horizon för att mäta bakgrundssken. New Horizons flög över Pluto 2015 och de små asteroiderna 132524 APL och  486958 Arrokoth  i Kuiperbältet och är nu på väg ut i den interstellära rymden. New Horizons-mätningarna gjordes på ett avstånd av 4 miljarder till 5 miljarder mil från solen. Det är långt utanför planeternas och asteroidernas hemvist och det antas att det inte då finns någon förorening från interplanetärt damm här som kan ge något sken.

New Horizons upptäckte likväl ett svagt sken som tydligen kommer från en mer avlägsen källa än Hubble upptäckt. Källan till bakgrundsljuset som upptäcktes av New Horizons är oförklarlig. Det finns många teorier som sträcker sig från förfall av mörk materia till en enorm för oss osynlig population av avlägsna galaxer.

– Om vår analys stämmer finns det en okänd dammkälla mellan oss och  där New Horizons gjorde sina mätningar. Det betyder att det här är någon form av  ljus vi inte förstår som kommer inifrån vårt solsystem, säger Tim Carleton, vid Arizona State University (ASU).

– Eftersom vår mätning av restljus är högre än New Horizons tror vi att det är ett lokalt fenomen som inte finns långt utanför solsystemet. Det kan vara ett nytt element av innehållet i solsystemet men inte kvantitativt mätts förrän nu, säger Carleton.

Hubbles veteranastronom Rogier Windhorst, också han från ASU, var den som först fick idén att samla in Hubble-data för att leta efter "spökljus".

Ett antal doktorander och studenter bidrog till projektet SKYSURF, bland annat Rosalia O'Brien, Delondrae Carter och Darby Kramer vid ASU, Scott Tompkins vid University of Western Australia, Sarah Caddy vid Macquarie University i Australien och många andra.

Ännu vet man inte säkert källan till skenet eller skenen (min anm.). Men troligast är det från reflektioner från damm därute. Damma som finns överallt. Kanske sken av radioaktivt damm eller varför inte solen själv som reflekterar i något. Det är ju väldigt svagt sken som nämndes ovan. Nog skulle väl solen kunna ge detta lilla sken. Jag anser det. Men om det är likvärdigt svagt överallt bör solen  då  reflektera i något vi ännu inte förstår. Men något som finns överallt och konstant lika i densitet.

Bild en illustration av hur man kan tänka sig skenet. Bild från https://hubblesite.org/

Gammablixten som tvingade fram ytterligare en modell för dessa fenomen

 

Citat från vikipedia; En gammablixt, (GRB av engelskans gamma-ray burst) är ett kort men oerhört kraftfullt utbrott av gammastrålning i  universum. Blixtarna identifieras med beteckningen GRB plus upptäcktsdatum (år månad dag) och ibland en bokstav. Utbrotten klassificeras i korta blixtar (som varar upp till två sekunder) och långa blixtar (som kan vara upp till 100 sekunder).” slut citat.

Kosmos mysterier är långt ifrån lösta och med varje ny observation kommer en chans att fördjupa eller öka vår förståelse av universum. Men även nya frågor.

7 december-numret av tidskriften Nature rapporterar ett internationellt team av astrofysiker upptäckten av en unik gammablixt (GRB) som ställer rådande teorier på huvudet om hur dessa våldsamma kosmiska explosioner bildas. Denna udda GRB ledde till att teamet arbetade fram en ny modell, eller källa för vissa typer av GRB.

GRB innebär stjärnors död eller kollisioner av stjärnrester. Observerade GRB placeras vanligtvis in i två kategorier: kort- eller långvariga GRB: er (se ovan). Långa GRB härstammar från massiva stjärnors död och är vanligtvis förknippade med ljusstarka optiska fenomen så kallade supernovor. Korta GRB har en varaktighet på mindre än två sekunder och härstammar från kollisioner mellan två neutronstjärnor eller en neutronstjärna och ett svart hål. De och är vanligtvis förknippade med svaga optiska sken och kallas kilonovor.

I årtionden katalogiserades GRB snyggt och förståeligt i dessa två kategorier.

Men den 11 december 2021 utlöste en GRB flera gammastrålningsdetektorer i rymden, inklusive NASA: s Fermi Gamma-ray Telescope och Neil Gehrels Swift Observatory. Händelsen hade en varaktighet av nästan 70 sekunder och skulle vanligtvis betraktas som en normal lång GRB. Det vill säga tills flera team från USA och Europa utförde uppföljningsobservationer och upptäckte en överraskande signatur.

"Denna GRB bestod av två delar: en 13 sekunder lång hård emission och en 55-sekunders mjukare förlängd emission", säger UNLV-alumn motsvarande författare Bin-Bin Zhang, som för närvarande arbetar vid  Kinas Nanjing University. "Varaktigheten av den 13 sekunder långa hårda emissionen borde helt ha uteslutit att en emission av den  korta GRB-kategorin sedan uppkom.

Med andra ord, istället för att visa en mycket ljusstark supernova som förväntat, överensstämde observationen med en kilonova som mer typiskt förknippas med en kort GRB. 

Kan slumpen vara inblandad (min anm.) Så att en supernova skedde samtidigt som det i närområdet skedde en kollision mellan en neutronstjärna och ett svart hål eller två neutronstjärnor?

"En ovan märklig GRB var den första i sitt slag som någonsin upptäckts", säger UNLV:s astrofysikprofessor Bing Zhang, medförfattare till Nature. "Denna upptäckt utmanade inte bara vår förståelse av GRB - ursprung, den krävde också att vi övervägde en ny modell för hur vissa GRB bildas."

Forskargruppen tror att denna unika GRB, känd som GRB 211211A, sannolikt bildades genom kollisionen mellan en neutronstjärna och en vit dvärgatjärna något som kallas en WD-NS-sammanslagning.

Vita dvärgar är i jordstora objekt som bildas då stjärnor med låg massa gjort slut på sitt bränsle. Neutronstjärnor bildas när mer massiva stjärnor, de med en massa på mellan cirka åtta och 20 solar klingat av. När ännu större stjärnor avklingar bildar de svarta hål direkt.

Massiva stjärnor med låg densitet gör långvariga GRB medan stjärnor med hög densitet, inklusive neutronstjärnor, ger kortvariga GRB.

Enligt UNLV: s Zhang har vita dvärgar mellanliggande densitet vilket gör dem till ett idealiskt ursprung för den typ av GRB som upptäcktes 2021 eftersom den visar en mellanliggande lång varaktighet utan att involvera en massiv stjärna.

"Trots det relativt stora antalet GRB som observeras varje år, pressade den unika signaturen för GRB 211211A vårt nuvarande kategorisystem och krävde ett nytt sätt att tänka", säger Zhang. "Efter noggrann granskning var det enda fusionsscenariot som var vettigt som förklaring att det var en sammanslagning mellan en vit dvärgstjärna och en neutronstjärna."

Kan det finnas än mer förklaringar till utbrott av gammablixtrar? Mitt tips är att det är trolighet (min anm.). Det går att spekulera i ett flertal andra anledningar till dessa utbrott i form av sammanslagningar av många olika slag och fördubblade slag i kanske obegränsad mängd. Säkert kommer en del av dessa även att upptäckas i framtiden. Ovan i inlägget gav jag en trolig förklaring.

Bild vikipedia på en gammablixt detta fall Gammablixten GRB990123.

En tills nu dold mystisk dvärggalax har upptäckts av Hubbleteleskopet

 

Astronomer har med Hubbleteleskopets hjälp lyckats se bakom det bländande skenet från en stjärna och då upptäckt det mest extraordinära exemplet hittills på en närliggande galax med egenskaper som har mer  likhet med de galaxer som först bildades än dagens. Galaxen är 1200 ljusår tvärs över och befinner sig 22 miljoner ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Hydra.  Dess beteckning är HIPASS J1131–31 och har fått smeknamnet "Peekaboo" (ordets förklaring) på grund av dess uppdykande under de senaste 50-100 åren bakom den snabbrörliga stjärnan som skymde astronomernas förmåga att upptäcka den tills då (någon gång de senaste 50- 100 åren har den blivit möjlig att se).

Upptäckten är en kombinerad insats av teleskop på marken och  rymden, inklusive den nyligen bekräftelsen av NASA: s rymdteleskop Hubble. Tillsammans visar upptäckten spännande bevis för att Peekaboogalaxen är den till oss närmaste galaxen som är under bildning. Vanligast skedde dessa processer inte långt efter bigbang, för 13,8 miljarder år sedan. Men här ser vi det ske betydligt senare.

"Avslöjandet av Peekaboo-galaxen är som att upptäcka ett direkt fönster in i det förflutna och vi kan studera dess extrema miljö och stjärnor på en detaljnivå som är otillgänglig i det avlägsna, tidiga universum", säger astronomen Gagandeep Anand vid Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland, medförfattare till den nya studien om Peekapoo.

Astronomer beskriver galaxer som Peekaboo som "extremt metallfattiga". I astronomin avser "metaller" alla element som är tyngre än väte och helium. Det mycket tidiga universum bestod nästan helt av ursprungligt väte och helium, uppkomna vid big bang. Tyngre element uppstod senare vid supernovor etc från exploderande stjärnor under dess sista tid. Under den kosmiska historiens gång har det i dag allmänt metallrika universum som vi i idag befinner oss i skapats. Livet som vi känner det består av tyngre element "byggstenar" som kol, syre, järn och kalcium.

Peekaboo upptäcktes först som en region med kallt väte för mer än 20 år sedan av det australiensiska Australian Parkes radio telescope Murriyang, in the HI Parkes All Sky Survey  av professor Bärbel Koribalski, astronom vid Australiens nationella vetenskapsbyrå CSIRO och medförfattare till den senaste forskningsstudien om Peekapoos metallbrist. Observationer i det ultravioletta fältet av NASA: s rymdbaserade Galaxy Evolution Explorer (GALEX) visade att det var en kompakt blåskimrande dvärggalax.

"Först insåg vi inte hur speciell den här dvärggalaxen är", sa Koribalski . "Men genom att kombinera data från Hubble Space Telescope, Southern African Large Telescope (SALT) med flera teleskop vet vi nu att Peekaboo Galaxy är en av de mest metallfattiga galaxerna som någonsin upptäckts."

 Peekabuos stjärnor indikerar att galaxen är en av de yngsta och minst kemiskt berikade galaxerna som någonsin upptäckts i lokaluniversumet. Det är mycket ovanligt då lokaluniversumet har haft cirka 13 miljarder år av kosmisk historia att utvecklas. Då borde det inte finnas metallbrist  här.

"På grund av Peekaboos närhet till oss kan vi göra detaljerade observationer och få möjligheter att se en miljö som liknar den i det tidiga universum i oöverträffad detalj", sa Anand.

Forskningens och upptäcktens resultat hittills har accepterats för publicering i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society

Då galaxen är blåskimrande bör stjärnorna här vara mycket heta och som sådana kortlivade (min anm.). Något man kan förundras över då det visar att galaxen i sig inte är gammal. Utöver det är metallfattigheten ett mysterium. Här behövs mer forskning. Något är mystiskt med denna galax. Tanken slår mig att något optiskt fenomen får den att berka mycket närmre oss än den egentligen är.

Bild https://hubblesite.org https://hubblesite.org på galaxen HIPASS J1131–31 (Peekaboo galaxen).

I Australien har bygget av ett stort radioteleskop påbörjats

 

Australien började måndagen den 5 december 2022 med bygget av ett stort nätverk av antenner i Outback. Australiens del av det som planeras bli ett av de mest kraftfulla sammankopplade radioteleskop i världen. När de är färdiga kommer antennerna i Australien och ett nätverk av likadana i Sydafrika att bilda Square Kilometer Array (SKA). Ett massivt nätverk av antenner som syftar till att reda ut mysterier av skapandet av stjärnor, galaxer och eventuellt utomjordiskt liv.

Idén till teleskopet går tillbaka till början av 1990-talet, men stoppades under en tid av förseningar och finansieringsproblem. SKA-observatoriets generaldirektör Philip Diamond beskrev början av dess konstruktion som nu är igång som betydelsefull.

Teleskopet "är ett av mänsklighetens största vetenskapliga strävanden någonsin", säger han.

Dess namn Square Kilometer Array (SKA) är baserat på planerarnas ursprungliga mål byggandet av ett radioteleskop som kan observera ner till en yta på en kvadratkilometer. Men de nu påbörjade sydafrikanska och australiensiska sektionerna kommer däremot att ha ett kombinerat samlingsområde på knappt hälften av det.

Båda länderna har använt enorma landområden i avlägsna områden där mycket liten radiostörning sker något som är perfekt för radioteleskop.

Mer än 130000 antenner planeras i västra Australien och de ska byggas på de traditionella markerna för det wajarri-aboriginska folket. Den sydafrikanska platsen kommer att innehålla nästan 200 antenner i den avlägsna Karoo-regionen.

Det är svårt att jämföra skilda radioteleskop då de arbetar med olika frekvenser, enligt SKA:s planerare vid SKA-observatoriet vars huvudkontor finns vid Jodrell Bank i Storbritannien. Men det nu påbörjade bygget planeras vara i drift i slutet av 2020-talet.

Organisationen SKA innehåller 14 medlemstater: Storbritannien, Australien, Sydafrika, Kanada, Kina, Frankrike, Tyskland, Indien, Italien, Nya Zeeland, Spanien, Sverige, Schweiz och Nederländerna.

Bild https://phys.org/ på uppbyggnaden av teleskopen.

El Ali-meteoriten innehåller två mineraler som aldrig tidigare hittats på Jorden.

 

Två mineraler som aldrig tidigare har hittats på jorden eller i rymden har upptäckts inuti en massiv meteorit i Somalia. Upptäckten kan ge viktiga ledtrådar till hur asteroider bildas.

De två helt nya mineralerna hittades i en  70 gram stor skiva som kom från den15 ton stora El Ali-meteoriten som hittades 2020. Forskare namngav mineralerna elaliit efter meteoren och elkinstantonit efter Lindy Elkins-Tanton, verkställande direktör för Arizona State University Interplanetary Initiative och huvudutredare för NASA: s kommande Psyche-uppdrag som har syftet  att skicka en sond för att undersöka den mineralrika Psyche-asteroiden för att söka efter mineral som kan visa hur vårt solsystems planeter bildadats.

"När du hittar ett nytt mineral betyder det att de faktiska geologiska förhållandena det så kallade bergets kemi, var annorlunda än vad som ansetts tidigare", säger Chris Herd, professor vid Earth and Atmospheric Sciences at the University of Alberta, i ett uttalande. "Det är det som gör det här spännande är att i just den här meteoriten har du två officiellt beskrivna mineraler som är helt nya för vetenskapen."

Det är intressant att man kan finna helt nya mineral som ingen tidigare känt till existensen av (min anm.).

Bild från https://www.space.com/ 2.5-unsskivan som innehåller de två helt nya mineralerna. (Bildkredit: University of Alberta Meteorite Collection)

Två stora tsunamin svepte en gång med förödande verkan på Mars

 

Två mega-tsunami anses enligt en ny studie ha skett på Mars i det förflutna. Vågor som kan ha nått mer än 80 våningar högt och som påverkat planeten likt det som sannolikt avslutade jordens tid av dinosaurier efter ett meteoritnedslag. 

Mycket tyder på att hav bestående av vatten fanns på Mars för miljarder år sedan och i detta kan liv funnits. Tidigare forskning har funnit tecken på att två meteornedslag på Mars kan ha utlöst ett par mycket stora tsunamier för cirka 3, 4 miljarder år sedan. 

Den äldre tsunamin översvämmade cirka 800 000 kvadratkilometer medan den något senare dränkte en region på cirka 1 miljon kvadratkilometer.

En studie från 2019 visar vad som kan ha varit ground zero för den yngre tsunamin - Lomonosov Crater, ett 120 km brett hål i marken i de isiga slätterna av Martian Arctic. Dess  storlek tyder på att meteoren som orsakade kratern var stor.  

Meteoritnedslaget som nu är staden Chicxulub i Mexiko för 66 miljoner år sedan utlöste en massutrotning som dödade 75 % av jordens arter, inklusive alla dinosaurier förutom fåglar. Meteoriten beräknas ha varit upp till 10 km i diameter.

Nu visar den nya studien även vad som kan vara nedslagsplatsen för den äldre tsunamin på Mars en111 km bred krater som fått namnet Pohl-kratern. Mer utförligt om hur arbetet gick till för att detta arbete och dess resultat  finns här.

Bild vikipedia en storleksjämförelse mellan Mars och Jorden.