Nya rymdfarkoster ser ner i skuggorna i kratrarna på månens baksida

 

Shackleton Crater som finns vid månens sydpol är en av de platser  på  NASA:s lista för framtida Artemis-uppdrag.  Månprogrammet. 

Kratrar vid månpolerna - som Shackletonkratern  är platser som ständigt ligger i skugga och vi vet i dag inte säkert vad denna eller liknande kratrar innehåller. Men en ny rymdfarkost med ett specialiserat instrument är på väg för att förändra detta.

Instrumentet är ShadowCam  ett av sex vetenskapliga instrument ombord på Korea Aerospace Research Institute (KARI) Korea Pathfinder Lunar Orbiter, känd som Danuri lanserades i augusti 2022 och gick in i månens omloppsbana i december förra året. 

ShadowCams ska kika in i dessa mörka kratrar för att avgöra om här finns ämnen som vattenis - en viktig resurs vid utforskning av  månen som kan användas till exempelvis bränsle eller syreframställning.

"ShadowCam har potential att kraftigt öka vår förståelse för kvaliteten och överflödet av dessa resurser  regionerna", säger Jason Crusan, chef för NASA: s Advanced Exploration Systems Division, i ett pressmeddelande från 2017 iett tillkännanagivander om ShadowCam som då inte var klart. -Framtida uppdrag i rymden kommer att bli säkrare och billigare om vi har förmågan att använda månresurser istället för att ta med oss resurser från jorden.

ShadowCam utvecklades vid Arizona State University och Malin Space Science Systems och är NASA:s bidrag till Danuri-uppdraget. Kameror finns redan ombord på Lunar Reconnaissance Orbiter  som finns i en bana runt månen sedan 2009. Men ShadowCam som finns på KARI  är 200 gånger mer ljuskänslig än LUNARs kameror vilket gör att den kan få mer högupplösta bilder. Medan kameror som Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) utformades för att få bilder av är i första hand solbelysta ytor, bör ShadowCams känsliga optik kunna ta detaljerade bilder inom permanent skuggade regioner - även där det är frånvaro av direkt ljus - genom att använda det svaga sekundära ljuset som reflekteras från närliggande geologiska objekt som berg eller kraterväggar. Planen är att låta ShadowCam göra observationer varje månad för att upptäcka säsongsförändringar och mäta terrängen inuti kratrarna, inklusive fördelningen av stenblock där.

Vad som finns i permanent skuggade regioner har länge varit ett mysterium eftersom de ständigt mörka interiörerna är svåra att föreställa sig och befintlig forskning erbjuder olika tolkningar när det gäller fördelningen av flyktiga ämnen i dessa kalla områden säger Crusan. Shackletonkratern finns på  månens sydpol. En plats  av stort  intresse för framtida mänskliga uppdrag eftersom regionen möjliggör  nästan konstant kommunikation med jorden (platsen faller aldrig i radioskugga).

I motsats till de mörka interiörerna i kratrarna ligger polärkratrarna i evigt solljus. Basläger kan byggas på dessa upplysta regioner för att där bygga solkraftverk att använda till ex resor till skuggade regioner (månens baksida från oss sett ligger till exempel i  evigt mörker) för att bryta resurser och  utforska dessa. Dessutom ger potentiella resurser som eventuella islager i kratrar som Shackleton Crater även information om vad som har hänt på månen i det förgångna. Vatten kan även användas av månpersonal  istället för att tas med  från jorden vilket skulle bli väldigt dyrt och otympligt.

Bild vikipedia på astronauten Harrison H. Schmitt som var med på Apollo 17, 1971 bredvid ett stort månblock

Saturnus kommande höstdagjämning innebär att ”ekersäsongen” börjar.

 

Nya bilder av Saturnus tagna av NASA: s Hubble Space Telescope förebådar början på planetens så kallade  "spoke season" som infaller kring dess dagjämning. Tiden då gåtfulla sken dyker upp över  tvärsöver dess ringar. Orsaken till dessa som man kan se som  ekrar, liksom deras säsongsvariation har ännu inte förklarats helt av forskare.

Liksom jorden lutar Saturnus på sin axel och har fyra årstider. Men på grund av Saturnus mycket större omloppsbana runt solen varar varje säsong ungefär sju jordår. Dagjämning inträffar när ringarna lutas kant mot solen. Ekrarna försvinner när sommaren närmar sig eller vintersolståndet på Saturnus inträffar. (tiderna då solen verkar nå antingen sin högsta eller lägsta latitud på norra eller södra halvklotet på en planet.) Då den höstdagjämningen på Saturnus norra halvklot vilket inträffar den 6 maj 2025, närmar sig väntas ekrarna bli alltmer framträdande och observerbara.

Man misstänker att ekrarna visar på planetens variabla magnetfält. Planeters magnetfält interagerar med solvinden och skapar en elektriskt laddad miljö (på jorden sker detta när de laddade partiklarna träffar atmosfären och visas på norra halvklotet som norrsken). Forskare tror att de minsta, de dammstora isiga ringpartiklarna i Saturnus ringsystem också de laddas vilket får dessa att tillfälligt sväva över de större isiga partiklarna och stenblocken i ringarna.

Ring-ekrarna observerades först gången under NASA: s Voyager-uppdrag i början av 1980-talet. De övergående, mystiska funktionerna kan vara mörka eller ljusa beroende på belysning och betraktningsvinkel.

"Tack vare Hubbles OPAL-program, som bygger på ett arkiv med data som ökar hela tiden över de yttre solsystemets planeter har vi en längre dedikerad tid att studera Saturnus ekrar den här säsongen än någonsin tidigare", säger NASA: s seniorplanetforskare Amy Simon, chef för Hubble Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) programmet. 

Saturnus senaste dagjämning inträffade 2009. Då NASA: s Cassini Rymdfarkost kretsade runt planeten och tog närbilder. Cassinis uppdrag slutfördes 2017. Hubble fortsätter sin övervakning av förändringar på Saturnus och de andra yttre planeterna.

Trots år av utmärkta observationer från Cassini-uppdraget är den exakta början och varaktigheten av ekersäsongen fortfarande oförutsägbar. Det är som att förutsäga den första stormen under orkansäsongen i USA, enligt Simon.

Medan vårt solsystems övriga tre gasjätteplaneter också de har ringsystem, kan ingenting jämföras med Saturnus framträdande ringar, vilket gör dessa till ett laboratorium för att studera ekerfenomen. Huruvida ekrar kan förekomma eller förekommer på andra planeter med ringsystem är för närvarande okänt. "Det är ett fascinerande magiskt trick av naturen som vi bara ser på Saturnus - åtminstone för tillfället", säger Simon.

Hubbles OPAL-program kommer att lägga till både visuella och spektroskopiska data av skilda våglängder av ljus från ultraviolett till nära infrarött, till arkivet av Cassini-observationerna. Forskare förväntar sig att sätta ihop dessa data sedan för att få en mer fullständig bild av ekerfenomenet och vad det avslöjar om ringfysik.

Bild vikipedia Saturnus ringar.

Dvärgplaneten Quaoar överraskade med en ring

 

50000 Quaoar eller som den även kallas 2002 LM60 är en dvärgplanet i Kuiperbältet som upptäcktes i juni 2002.

Runt denna dvärgplanet har nyligen upptäckts en stor ring av rymdteleskopet CHEOPS. Ringen är oväntad stor i förhållande till  dvärgplanetens storlek. Ringar runt små planeter är ovanligt och det är inte helt förstått varför vissa har detta men inte andra. Ringar finns däremot runt alla solsystemets jätteplaneter, där Saturnus ringsystem är det mest iögonfallande. Runt småplaneter är det däremot ovanligare. Vi känner bara till två fall före Quaoar.

Gemensamt för dessa ringar är att de befinner sig innanför den så kallade Roche-radien,  det avstånd från planeten där en löst sammansatt måne kan ha bildats. Men där den innanför slits isär av gravitationen. Idén är alltså att ringar uppkommer därför att materialet som befinner sig innanför Roche-radien inte kan samla ihop sig till en måne.

Detta antagande utmanas nu av upptäckten av en ring med mer än dubbla Roche-radien runt Quaoar.  Quaoar finns i det yttre av solsystemet utanför Neptunus bana.– Det är ett mysterium hur materialet i ringen kan undvikit att  samlas ihop sig till en måne, säger Alexis Brandeker, en av tre forskare från Institutionen för astronomi som är skrivit studien som publicerats i Nature.

– En möjlig ledtråd är att de tre ringar som hittills upptäckts kring småplaneter verkar vara av en särskild storlek och då kan kanske Roche-radien inte har den betydelse den  har vid jätteplaneterna. Dessa ringar finns alla på ett stort avstånd från  tre dvärgplaneterna  partiklarna i ringarna rör sig ett varv i omloppsbana runt dvärgplaneten på nästan samma tid som småplaneten roterar tre varv runt sin egen axel. Kanske förhindrar denna 1:3 resonans ringpartiklarna att samlas till att bilda en måne, menar Alexis Brandeker.

Quaoar är känd som en av de dvärgplaneter som efter att den upptäckts  ledde till att Pluto förlorade sin planetstatus. När allt noggrannare observationer i början på 2000-talet uppdagade en familj av åtminstone tiotalet nya småplaneter i  Plutos  område o ändrade internationella astronomiska unionen klassificeringen av Pluto till en dvärgplanet för att planeter inte skulle bli än fler och i allt mindre storlek.

Ringen runt Quaoar upptäcktes genom ett internationellt samarbete med teleskop runt om på jorden och i rymden där man följde hur ljuset från en avlägsen stjärna skymdes då Quaoar passerade precis framför dennas sken. Samarbetet koordinerades av Bruno Sicardy vid Sorbonne-universitetet och Paris observatorium.

Bild vikipedia där en konstnärs intryck av Quaoars med dess röda yta tillsammans med dess måne Weywot. Här ses inte dess ring. Quaoar finns i Kuiperbältet där även Pluto ingår bland många andra objekt.

Finns Maskhål kan de förstora ljus med upp till 100000 gånger

 

Maskhål är ett svart hål i en form som saknar en singularitet i centrum vilket svarta hål annars har. De ser dock lika ut som ordinarie svarta hål. De är helt osynliga men förmörkar bakgrunden och oroar sitt närområde.  Maskhål beskrivs som en tunnel mellan två plana delar i rumtiden. Dessa delar kan ligga så långt från varandra att maskhålet till synes erbjuder en omedelbar genväg mellan de båda punkterna. De två delarna i rummet och tiden kan vara begränsat enbart av tidens början och kanske slut och rummets existens då det kom till och existerar i eller till.

Ett mindre team av astrofysiker anslutna till flera institutioner i Kina har hittat bevis som tyder på att om maskhål finns (vilket varit och är tveksamt för många) kan de förstora ljus med upp till 100000 gånger. I en artikel publicerad i tidskriften Physical Review Letters beskriver gruppen teorin de har utvecklat och möjliga användningsområden utifrån denna.

I tidigare teorier har det föreslagit att maskhål kan existera i universum som tunnlar av ett slag, som förbinder olika delar av universum. Vissa i fysiksamhället har föreslagit att det kan vara möjligt att korsa sådana tunnlar, vilket möjliggör snabbare resor än om man kunnat resa i ljusets hastighet.

Forskarna konstaterar att tidigare forskning även teoretiskt visat att svarta hål har en så stark gravitationskraft att de kan böja ljuset, ett fenomen som kallas mikrolinsning. De började då fundera på om även maskhål även de kan ge mikrolinsning. 

Att bevisa att maskhål orsakar mikrolinsning skulle även bevisa att maskhål finns. I sitt arbete upptäcktes det att teoretiskt skulle det vara möjligt att beräkna hur en elektrisk laddning i samband med ett maskhål skulle förvränga ljuset som passerar det. De fann teoretiska bevis för att maskhål-mikrolinsning skulle likna mikrolinsning vid svarta hål, vilket de då noterar skulle göra det svårt att urskilja svarta hål från maskhål.

Gruppen noterade också att tidigare forskning visat att svarta hål kan dela ljus som rör sig förbi dem och ge olika antal kopior av ett objekts ljus som finns bakom dem. Matematiken för ett maskhål å andra sidan antyder däremot att detta bara skulle kunna generera tre kopior av en bild bakom hålet - två likartade och svaga och en ljusstark. Och om sådana kopior finns ger det enorm förstoring - forskarnas beräkningar visade på förstoring med så mycket som 100000 gånger - mycket mer än vad som är fallet av svarta hål.

Denna skillnad, föreslår de, kan vara ett sätt att skilja ut svarta hål från  maskhål. De noterar att om deras teori stämmer kan maskhål vara ett nytt verktyg för att studera objekt som är för långt borta för att kunna ses med andra metoder.

Det innebär att om vi upptäcker fenomenet upptäcker vi även att maskhål finns. Men finns de? Jag tvekar troligen är det enbart ett objekt som bara duger att teoretisera om likt mycket annat.

Bild wikimedia.

Ryska Kosmos 2499 spred ett moln av skrot däruppe.

 

The U.S. Space Forc  skrev på Twitter måndagen den 8 februari att den ryska satelliten Kosmos 2499 upplösts i sina delar utan som man såg yttre påverkan (troligen en inprogrammerad självförstöring efter att dettas uppdrag var klart) . Upplösningen resulterade  i minst 85 spårbara skräpbitar. Dessa bitar av skräp kretsar nu på en höjd av 1,169 kilometer över jorden vilket innebär att det kan ta mer än ett sekel innan alla bitar fallit ner i atmosfären och brunnit upp. Till dess innebär de en fara vid uppskjutningar av satelliter. 

Kosmos 2499:s upplösning är ett förklarat liksom dess uppdrag enligt en rapport publicerad i Space.com. Amerikanska satellitspårare katalogiserade ursprungligen satelliten som en bit större rymdskräp (troligen var det kamouflerat för att likna skräp) men sedan såg de att objektet gjorde manövrar. Inom några månader hade den omklassificerats och fått beteckningen Kosmos 2499. Den amerikanska militären ska ha haft ögonen på Kosmos 2499 under de följande månaderna och funnit att den manövrerade. Detta ledde till spekulationer om att Kosmos 2499 var ett objekt där ny teknik testades.

Kosmos 2499 bidrar nu däremot till problemet med växande rymdskrot

Oavsett dess syfte har den mystiska satelliten dock lagts till det växande rymdskräpproblemet.

Den internationella rymdstationen har redan varit tvungen att göra flera manövrar för att undvika ryskt rymdskrot orsakat av ett satellitvapentest 2021. Det amerikanska privata rymdföretaget SpaceX har också fått kritik för mängden Starlink-internetsatelliter som det skickar upp i omloppsbana, vilket fått en grupp astronomer att organisera sig mot deras uppskjutningsmetoder.

Europeiska rymdorganisationen skriver på sin hemsida att ungefär 36500 stycken av rymdskräp i storlek  ca 10 centimeter kretsar kring vår planet. Dessa bitar färdas med en kulans hastighet. I värsta fall kan de orsaka en kaskadeffekt som kallas Kesslers syndrom vilket innebär att skräp som tillsammans i grupp kraschar en satellit ger än mer små bitar av skräp.

Detta skulle i sin tur skapa en ohanterlig mängd rymdskrot i framtiden som kan påverka rymdutforskningen såväl som astronomin negativt under många år.

Det är en del konstiga och onödiga satelliter och numera även ballonger som upptäcks. Allt skickat upp av stater som består enbart genom sin misstänksamhet och aldrig sinade önskan av dess ledare att invadera för mer mark men till nytta för ingen (storhetsvansinne) . Mänskligheten ondska och omogenhet skymtar bakom all form av spionage. Den minskande fria mänskligheten blir allt mindre och demokratiländer blir allt mindre vanliga. Vilka länder som åsyftas får var och en fundera ut.

Bild vikipedia på Rymdskrot – anhopningen geosynkront samt för låg omloppsbana.

Jakten efter en dold galax

 

Ett mycket avlägset objekt i  universum som det var och såg ut "bara" två miljarder år efter Big Bang (då universum enbart hade en sjättedel av nuvarande storlek) upptäcktes finnas därute men dolt även för de mest avancerade instrument som används för att se objektet som vi anar därute och antar är en galax.

 Detta objekt har nu beskrivits av ett team från SISSA (International School of Advanced Studies (SISSA) som  i Trieste.) i en publicerad studie i The Astrophysical Journal.

Objektet är så mörkt att det nästan är osynligt även för mycket avancerade instrument. Dess natur har en längre tid varit föremål för debatt. Men genom undersökningar  med hjälp av ALMA-interferometern (Almateleskopet finns i Chile) har SISSA-gruppen under ledning av professor Andrea Lapi  vilken forskar om bildandet och utvecklingen av galaxer lyckats identifiera objektets huvudsakliga egenskaper.

Objektet är kompakt och innehåller stora mängder av interstellärt damm som döljer denna unga galax där stjärnor bildas med en hastighet av cirka 1000 gånger högre hastighet än vad som sker i Vintergatan i nutid. Beskrivningen av denna galax kommer att vara användbar för att avslöja mer om mycket avlägsna objekt och indikera nya tillvägagångssätt för studier av andra "mörka" himmelska kroppar.

"Mycket avlägsna galaxer är informationskällor om vårt universums förflutna och framtida utveckling", förklarar Marika Giulietti som studerar astrofysik och kosmologi vid SISSA och som var huvudförfattare till studien.

Giulietti  säger att objekt som dessa  är mycket kompakta och svåra att observera. På grund av de stora avstånden från oss  är ljuset från dem mycket svagt. Orsaken till denna förmörkelse på ovan nämnda galax är den massiva närvaron av interstellärt damm vilket avskärmar synligt ljus från de unga stjärnorna och gör galaxen i sin helhet svår att upptäcka med optiska instrument. Men den kan upptäckas genom att den  sänder ut radiostrålning i våglängder som  kan observeras med kraftfulla interferometrar i (sub-) millimeter och radiovågsband.

Ett verktyg som används i är det som kallas gravitationslinsning en metod av stor vetenskaplig potential. Principen är enkel: i allmänna relativitetsteorin kan det förklaras som att rymdobjekt som finns närmare oss är perfekt anpassade för gravitationslinsning. 

Giulietti säger: På detta sätt fungerar stora himmelska kroppar som en slags enorm kosmisk lins som får 'bakgrundsgalaxerna' att se större och ljusare ut, så att de kan identifieras och studeras med våra instrument. Under det senaste decenniet har många observationsprogram genomförts med detta tillvägagångssätt.

Bild https://www.publicdomainpictures.net/

Roterar universum? Då är tidsresor tillbaks i tiden möjliga.

 

Planeter, stjärnor och galaxer roterar, men roterar universum? Vad vi vet idag verkar det inte så. Men om det gör det kan tidsresor in i det förflutna vara möjliga.

Matematikern Kurt Gödel  blev 1949 först  i vår tid som gav en formulering av ett roterande universum. Han använde matematiken i Albert Einsteins allmänna relativitetsteori för att göra det som ett sätt att hedra sin vän och granne på Princeton, Einstein själv. 

Men den akademiska "äran" fick en annan riktning än det  var menat eftersom Gödels exempel på ett roterande universum visade att den allmänna relativitetsteorin var ofullständig. Förutom rotationen innehöll hans teori om universum en negativ kosmologisk konstant som motverkade centrifugalkraften i en rotation som håller universum statiskt.

Hans huvudpoäng var att den allmänna relativitetsteorin visade möjligheten till ett roterande universum och tillät tidsresor in i det förflutna.

Att leva i ett roterande universum skulle vara konstigt. För det första skulle alla observatörer betrakta sig som centrum i rotationen. Det innebär att om du stod någonstans och var helt stilla skulle du se universum snurra runt dig. Skulle du ställa dig still på en annan plats även om det gällde på en avlägsen galax skulle du fortfarande se universum rotera runt dig på din nya position.

Men man kan fundera vidare (min anm.) vi har ju ett universum som expanderar i alla riktningar. Det kan man se var vi än står enligt ovan med rätt observationsinstrument. Så ett roterande universum bör inte kunna existera då denna effekt inte kan ses till skillnad mot expansionen vilken bevisats. Om nu universum likväl roterar vilket jag är övertygad om inte är sant. 

Innebär det inte bara en rotation av saker (planeter stjärnor mm) utan en rotation av själva rumtiden. Det betyder att ljuset, som alltid tvingas följa rumtidens krökning, ger några konstiga effekter. En ljusstråle som skickas ut av en observatör kommer att böja sig  när den sveps upp i rumtidens rotation. Vid någon avlägsen punkt blir rotationen för mycket och ljuset kommer att vända sig om och återvända till observatören (obs man måste då föreställa sig observatören på en fast punkt).

Det betyder att det finns en gräns för hur långt du kan se i ett roterande universum, och utöver det är allt du kommer att observera dubbla bilder av ditt eget och tidigare jag i tiden.

Denna konstiga effekt gäller inte bara ljus. Om du skulle sätta dig i en raket och spränga dig genom ett roterande universum skulle du också fastna i rotationen. Och på grund av den rotationen skulle din rörelse fördubblas tillbaka på sig själv. När du återvände till din utgångspunkt skulle du dock komma fram innan du hade lämnat.

Detta är motsatsen till tidsresor framåt i tiden vilka teoretiskt är möjliga i skepp som går i nära ljusets hastighet där tiden känns normal i skeppet men tiden på jorden har gått snabbt i förhållande till skeppet. Något ingen på skeppet eller på jorden märker. Men upplever hänt då skeppet återvänder och ex kaptenen välkomnas av sina barnsbarnbarnsbarn eller än senare generationer.).

På ett sätt kan man säga att ett roterande universum kan rotera din framtid till ditt eget förflutna så  du kan resa tillbaka i tiden. Men likt ovan resor in i framtiden skulle du inte i en resa bakåt i tiden kunna veta var i framtiden eller det förgångna du hamnar. Om nu inte detta kan beräknas matematiskt och resan göras efter tidsmått och hastighet.

Gödels stora invändning mot den allmänna relativitetsteorin som visade möjligheten att resa bakåt var att vår ultimata förståelse av rum och tid  inte bör tillåta bakåtgående tidsresor då tidsresor till det förflutna bryter mot våra föreställningar om kausalitet och introducerar alla möjliga otäcka tidsreseparadoxer. Det faktum att relativitetsteorin inte automatiskt omöjliggjorde tidsresor signalerade till Gödel att Einsteins teori var ofullständig.

Om kosmos roterade, skulle ljus som kommer från motsatta riktningar av himlen rödförskjutas i en riktning och ha en motsvarande mängd blåförskjutning i den andra riktningen. Astronomer har tillämpat detta test på undersökningar av avlägsna galaxer och till och med på den kosmiska mikrovågsbakgrunden, som är det ljus som finns kvar från när kosmos bara var 380 000 år gammalt. Slutsatsen av dessa tester är att om universum roterar gör det detta med en hastighet av mindre än 10 ^ -17 grader per århundrade. Gödels invändning kvarstår. Inget visar på att universum roterar och vi kan troligen glömma att resa bakåt i tiden.

Inlägget är en sammanfattning och mina tankar efter Paul M. Sutter är astrofysiker vid SUNY Stony Brook och Flatiron Institute i New York City artikel i https://www.space.com/ Kursiv text är mina tankar utefter texten.

Bild wikimedia.