Teleskop ska sändas upp för att leta efter mörk materia

 

ESA:s Euclid-uppdrag är utformat till att utforska sammansättningen och utvecklingen av det mörka universum(den mörka materian där). Rymdteleskopet kommer att skapa en karta över universums storskaliga struktur över tid och rum genom att observera miljarder galaxer ut till 10 miljarder ljusår bort vilket blir mer än en tredjedel av universum från vår synvinkel sett. 

Euclid kommer att söka spår  efter hur universum har expanderat och hur strukturen har bildats över den kosmiska historien vilket bör avslöja mer om gravitationens roll och naturen hos mörk energi och mörk materia.

Mörk materia är en hypotes om en materia som inte avger eller reflekterar elektromagnetisk strålning och därför inte kan observeras med de instrument vi har förfogande över i dag. Mörk materia kan bara indirekt i dag detekteras genom sin gravitationspåverkan på vanlig materia eller sin svaga växelverkan med denna. 

Mörk energi är en hypotetisk form av energi som genomtränger hela rymden och antas vara anledningen till universums expansionstakt. Mörk energi utgör 72 procent, mörk materia 23 procent, neutriner mindre än 1 procent tillsammans med  baryonisk materia, och vanliga atomer till en procent av drygt 4 procent av universum.

Euclid-uppdraget beräknas starta i juli 2023. Teleskopet sänds då upp från Cape Canaveral, Florida  USA. Detta med hjälp av två stegsraketen SpaceXFalcon 9  för att lägga sig i en bana i Sun-Earth Lagrange punkt 2, på ett avstånd av 1,5 miljoner km från jorden.

På tal om mörk materia och mörk energi och om vi skulle se dessa som realiteter. Det beskrivs i en teori som att det fanns ett tid och rum före Bigbang vilket var då en punkt expanderade i rekordfart så ska detta BigBang ha skett i något. Kan BigBang varit en störning i mörk materia-energi. Innebärande att mörk materia- energi fanns före BigBang och då BigBang skedde släpptes eller skedde något i mycket liten punkt  i den mörka energin och expansionen började. Kan BigBang varit en anomali i det som vi kallar mörk energi som sedan resulterade i vårt universum.

Bild vikipedia 

  på hur Euclid kommer att se upp därute efter 1 juli 2023.

Nya rön om exoplanet TRAPPIST-1 c

 

Fritt från vikipedia: TRAPPIST-1c är en stenig Venus-lik exoplanet 39 ljusår från jorden i riktning mot stjärnbilden Vattumannen. Planeten kretsar runt den röda dvärgen Trappist-1 på 2,4 dygn och antas inte ligga i den beboeliga zonen av Trappist-1 utan är förmodligen en het  planet. Den antas ha en bunden rotation runt sin stjärna, så att samma sida alltid riktas mot stjärnan vilket resulterar i att ena sidan av planeten har permanent dag, medan den andra har permanent natt. Den är 1,156 gånger så massiv som jorden vilket gör den mer massiv än de andra sex  planeterna som ingår i systemet. Den har en radie av 1,056 % gånger  av jordens.

Ett internationellt forskarlag har nu använt NASA:s rymdteleskop James Webb för att beräkna mängden värmeenergi från  stenplaneten TRAPPIST-1 c. Resultatet tyder på att planeten troligen inte har en atmosfär eller om den finns är mycket tunn.

Dagstemperaturen på TRAPPIST-1 c  är över 100 C  . Den precision som krävs för mätningar av detta slag visar Webbs användbarhet i att karakterisera stenexoplaneter som liknar dem i vårt solsystem (ex Jordens).

Resultatet från studien ger uppslag till  ytterligare ett steg för att hitta planeter kring små röda dvärgstjärnor som TRAPPIST-1 (den vanligaste typen av stjärna i Vintergatan) som kan upprätthålla atmosfärer.

Vi vill veta om stenplaneter har atmosfär eller inte. Förr kunde vi egentligen bara studera planeter med kraftiga, väterika atmosfärer. Med Webb kan vi söka efter atmosfärer som domineras av syre, kväve och koldioxid, beskriver Sebastian Zieba, doktorand vid Max Planck-institutet för astronomi i Tyskland och förste-författare till studien som publicerades nyligen i Nature.

"TRAPPIST-1 c är intressant eftersom det är en planet dom liknar Venus. Den är ungefär lika stor och tar emot en liknande mängd av strålning från sin sol som Venus får från vår sol, beskriver medförfattare Laura Kreidberg, vid Max Planck.

TRAPPIST-1 c är en av Sju stenplaneter som kretsar runt en ultrasval röd dvärgstjärna (en M-dvärg) i detta fall 40 ljusår från jorden. Även om planeterna är lika stora och massiva som de inre steniga planeterna i vårt eget solsystem, är det inte klarlagt om de har liknande atmosfärer (Trappist-1 systemet har sju stenplaneter av ungefär samma storlek som Jorden). Under de första miljarder åren av M-dvärgars existens avges svag röntgen och ultraviolett strålning något som kan utplåna en ung planets atmosfär. Dessutom kan det ha funnits tillräckligt med vatten, koldioxid och andra flyktiga ämnen tillgängliga för att skapa betydande atmosfärer då planeterna bildades.

Data från studien visar att det är osannolikt att planeten är en planet lik Venus med en tjock CO2-atmosfär med svavelsyramoln.

Frånvaron av en tjock atmosfär tyder på att TRAPPIST-1 c kan ha bildats med relativt lite vatten tillgängligt. Om de kallare, mer tempererade TRAPPIST-1-planeterna längre ut från sin sol bildades under liknande förhållanden, kan de också ha bildats  med brist  på vatten och andra komponenter som är nödvändiga för att  en planet ska bli livsvänlig.

Den känslighet som krävs för att skilja mellan olika atmosfäriska scenarier på en så liten planet så långt borta är anmärkningsvärd. Minskningen av ljusstyrkan som Webb upptäckte under den sekundära förmörkelsen då planeten passerade framför sin sol var bara 0,04 procent: motsvarande som att se på en skärm med 10000 små glödlampor och uppmärksamma att  fyra av dem har slocknat.

Det är extraordinärt att vi kunnat mäta ovan, skriver Kreidberg. Det har funnits frågor i årtionden om och hur stenplaneter kan behålla atmosfärer. Webbs förmåga leder oss verkligen in i en tid där vi kan börja jämföra exoplanetsystem med vårt eget solsystem på ett sätt som vi aldrig kunnat tidigare.

Bild vikipedia, konstnärs föreställning av TRAPPIST-1c.

Ett oförklarat samband finns mellan kosmisk strålning och jordbävningar

 

Det finns en tydlig statistisk korrelation mellan global seismisk aktivitet utifrån förändringar i intensiteten av kosmisk strålning som registreras vid ytan på Jorden. Överraskande uppvisar den en periodicitet som undgår entydig fysisk tolkning. Men som potentiellt kan hjälpa till att förutsäga jordbävningar om vi förstår sambandet.

Starka jordbävningar resulterar vanligtvis i mänskliga offer och stora materiella förluster. Tragedins omfattning skulle kunna minskas avsevärt om vi kunde förutsäga tid och plats för en annalkande jordbävning.

I CREDO-projektet  vilket initierades 2016 av Institutet för kärnfysik vid den polska vetenskapsakademin (IFJ PAN) i Krakow, försöker man verifiera hypotesen att jordbävningar potentiellt kan förutsägas genom att observera förändringar i kosmisk strålning.

Statistiska analyser har visat att det finns ett samband mellan de två fenomenen, de uppvisar egenskaper som ingen hade förväntat sig.

Det internationella CREDO-projektet (Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory) är ett virtuellt kosmiskt strålningsobservatorium öppet för alla som samlar in och bearbetar data inte bara från sofistikerade vetenskapliga detektorer utan också från ett stort antal mindre detektorer, bland vilka CMOS-sensorerna i smartphones leder vägen (för att förvandla en smartphone till en kosmisk stråldetektor, installera bara den kostnadsfria CREDO Detector-appen).  

En av Credos huvuduppgifter är att övervaka globala förändringar i flödet av sekundär kosmisk strålning som når Jordens yta. Denna strålning produceras i jordens stratosfär mest intensivt inom det så kallade Regener-Pfotzer-maximumet där partiklar av primär kosmisk strålning kolliderar med gasmolekyler i atmosfären och initierar kaskader av sekundära partiklar.

Vid första anblicken kan tanken att det finns en koppling mellan jordbävningar och kosmisk strålning i sin primära form som når oss främst från solen och rymden verka mystisk. Men de fysiska grundvalarna är rationella beskriver Dr. Piotr Homola (IFJ PAN och AstroCeNT CAMK PAN) koordinator för CREDO och försteförfattare till artikeln i Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.

Huvudidén utgår från observationen att virvelströmmar i vår planets flytande kärna är som genererar jordens magnetfält. Detta fält böjer vägarna för laddade partiklar av kosmisk strålning som kommer in mot jorden. Således om stora jordbävningar är förknippade med störningar i materiens flöden som driver jordens dynamo skulle dessa störningar förändra magnetfältet vilket i sin tur skulle påverka spåren av partiklarna av primär kosmisk strålning på ett sätt som beror på dynamiken i störningarna i vår planet.

Markbaserade detektorer bör därför upptäcka vissa förändringar i antalet sekundära kosmiska strålpartiklar som detekteras.

CREDO-fysiker analyserade kosmisk strålningsintensitets data från två stationer i Neutron Monitor Database-projektet (samlat in under det senaste halvseklet)  och Pierre Auger-observatoriet 

 

(samlat in sedan 2005). Valet av observatorier bestämdes av det faktum att de ligger på båda sidor av ekvatorn och använder olika detektionsteknik. Analyserna omfattade förändringar i solaktiviteten något som beskrivs i databasen som upprätthålls av Solar Influences Data Analysis Centre. Nyckelinformation om jordens seismiska aktivitet hämtades i sin tur från U.S. Geological Survey-programmet. 

Analyserna utfördes med hjälp av flera statistiska tekniker. I varje fall under den studerade perioden, framkom en tydlig korrelation mellan förändringar i intensiteten av sekundär kosmisk strålning och den summerade storleken på alla jordbävningar med magnituder större än eller lika med 4. Viktigt är att denna korrelation bara blir uppenbar när kosmisk stråldata flyttas 15 dagar framåt i förhållande till seismiska data. Detta är goda nyheter eftersom det antyder möjligheten att upptäcka kommande jordbävningar i god tid.

Tyvärr framgår det inte av analyserna om det kommer att vara möjligt att identifiera platserna där själva jordbävningen kommer att ske.

Men om detta kan göras möjligt skulle mycket vara vunnet,

För mer fakta om studien se denna länk.

Bild pixabay.com

WASP-76b är så het att råmaterial till sten svävar i dess atmosfär.

 

"WASP-76b är en exoplanet klassificerad som en het Jupiter. Den finns i riktning mot stjärnbilden Fiskarna och kretsar kring sin sol, WASP-76 på ett avstånd av cirka 0,033 astronomiska enheter (AU en AU är avståndet vår sol och Jorden). Omloppstiden för WASP-76b är cirka 1,8 dagar. Dess massa är ungefär 0, 92 gånger av Jupiters".  Citerat fritt  från vikipedia.

WASP-76b har ingen yta (den består enbart av gas) men har en massiv och varm atmosfär. Temperaturen är i genomsnitt 2000 C. Det är tillräckligt varmt för att mineral och stenbildande element som kalcium, nickel och magnesium ska förångas och flyta runt i den tjocka atmosfären (gasen). Utöver det regnar järn förmodligen ner från molnen. Planetexperter som har studerat WASP-76b vill veta mer om dess atmosfär och dess bildande. Nyligen såg ett forskarlag under ledning av astronomen Stefan Pelletier på WASP-76b då när den passerade framför sin stjärna.

De använde MAROON_X ett högupplösande spektrogram för att mäta kemin i planetens atmosfär. De hittade ca 11 stenbildande element som flyter runt i den tjocka atmosfären. Dessa element inkluderar natrium, kalium, litium, nickel, mangan, krom, magnesium, vanadin, barium, kalcium och järn. Studier av planeter som WASP-76b ger ledtrådar till processen vid planetbildning. Astronomer tror att planeter vanligtvis bildas relativt nära sin moderstjärna (sol).

Dessa planeters metalliska och steniga material tål värme. Gas- och isjättevärldarna kan också komma relativt nära varandra. Men så småningom migrerar de till platser där deras flyktiga element (väte, etc.) kan bestå.Det är så det förmodligen hände i vårt eget solsystem. Så ett av målen i sökandet efter exoplaneter är att ta reda på om planetbildning sker på ungefär samma sätt vid alla stjärnor.

 (Det låter konstigt. Vad sker för att de ska flytta på sig? Det måste i så fall vara en naturlig händelse som sker frågan är vad som styr det. Tvekar på denna lösning. Kan det istället vara gravitationshändelser mellan skilda kroppar som slumpmässigt får planeter att vandra bort från sin sol eller stanna kvar i närheten eller dras närmre sin sol?). 

När astronomer började hitta exoplaneter var heta stora gasplanetrar  de man fann först och gav dem beteckningen heta Jupitrar. De är stora och kan vanligtvis ses i bländningen av sina moderstjärnor vid sin passage framför dessa. De kretsar nära sina stjärnor vilket värmer upp dem. Det är där termen "het Jupiter" har sitt ursprung.

När det gäller WASP-76b förångar extrem värme metaller. Normalt, på en stenig värld, skulle dessa metalliska element stelna. Det är vad som hände här på jorden, Mars, Jupiter och på Merkurius. Men för denna heta Jupiter blir metallerna en del av gasen. Intressant nog finns metaller också i gasjättarna i vårt eget solsystem, men dessa världar (Jupiter etc)  är mycket kallare än WASP-76b. Så metallelementen här är "frusna" och de dyker inte upp i atmosfärerna, enligt astronom Pelletier. 

Bild vikipedia konstnärlig bild av den Jupiterstora WASP-76b (baserat på insamlad data från 2020)

Nya slag av radiovågor kommer från en neutronstjärna

 

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sitt liv stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps då stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den till en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner med övriga restmaterial utspridd bortom supernovan. vikipedia.

Neutronstjärnor kan avge radiovågor som sveper runt i universum. Detta om neutronstjärnan snurrar och producerar regelbundna blixtar likt en fyr gör på Jorden. Forskare känner för närvarande till cirka 3 000 sådana neutronstjärnor i Vintergatan. Men den nya upptäckten liknar ingenting som hittills setts. Teamet tror att den kan tillhöra den i teorin klassen av ultralånga magnetarer med extremt starka magnetfält. Då skulle neutronstjärnaPSR J0901-4046  vara den första som hittats och bekräfta att denna klass av neutronstjärnor finns mer än i teorin. 

 PSR J0901-4046  roterar extremt långsamt (för att vara en neutronstjärna) och fullbordar en rotation var 76: e sekund. Upptäckten gjordes med hjälp av radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika och  publicerades i tidskriften Nature Astronomy den 30 maj 2022. Studien leddes av medlemmar ur den ERC-finansierade MeerTRAP-gruppen (More Transients and Pulsars) vid University of Manchester.

PSR J0901-4046 finns i stjärnbilden Seglet och upptäcktes ursprungligen från en enda blixt eller puls med  MeerTRAP-instrumentet medan bildobservationer av den leddes av ett annat team vid ThunderKAT. 

 MeerTRAP och ThunderKAT arbetade därefter nära tillsammans för att pussla ihop upptäckten. Genom att kombinera data från de två teamen var det möjligt att bekräfta radiopulserna och få en exakt position av källan vilket möjliggjorde detaljerade och mer känsliga uppföljningsobservationer. Dr Manisha Caleb, tidigare vid University of Manchester och nu vid University of Sydney, som ledde forskningen beskrev: Otroligt nog har vi upptäckt radioemission från endast denna källa under 0,5 % av dess rotationsperiod. Det betyder att det är en slump att radiostrålen skär jorden så vi kunde upptäcka den.

Det är troligt att det finns många fler av dessa mycket långsamt snurrande neutronstjärnor i galaxen vilket har viktiga konsekvenser för hur neutronstjärnor föds och åldras. Den nyupptäckta neutronstjärnan PSR J0901-4046 uppvisar egenskaper hos pulsarer men också av magnetarer med ultralång pulsperiod och snabba radioblixtar. Medan den producerade radiostrålenergin antyder ett pulsarursprunget påminner om pulser med kaotiska subpulskomponenter medan polarisationen av pulserna påminner om magnetarer  medan spinnperioden för PSR J0901-4046 kan vara mer lik den hos en vit dvärgstjärna, en annan mindre extrem typ av stjärnrest. 

Det är för närvarande oklart hur länge denna neutronstjärna har avgett radiostrålning. PSR J0901-4046 upptäcktes i en välstuderad del av galaxen, men radioteleskop söker vanligtvis inte efter så långa korta rotationsperioder eller pulser som varar mer än några tiotals millisekunder som i detta fall.

Den känslighet som MeerKAT ger i kombination med den sofistikerade sökning som var möjlig med MeerTRAP gav en möjlighet att göra samtidiga bilder av himlen av upptäckten möjlig. beskriver Dr. Ian Heywood från ThunderKAT-teamet och University of Oxford i studien.

Att upptäcka liknande källor är observationsmässigt utmanande vilket innebär att det kan finnas en större oupptäckt population av samma slag av neutronstjärnor som väntar på att avslöjas. Det kan utifrån denna upptäckt finnas en ny klass av radiokällor, neutronstjärnor med ultralång period, vilket tyder på en möjlig koppling till utvecklingen av högmagnetiserade neutronstjärnor, ultralånga magnetarer och snabba radiostrålutbrott och PSR J0901-4046  kan vara den första upptäckten.

Bild vikipedia som visar hur en neutronstjärna är byggd upp. OBS inte att förväxla med en vit dvärgstjärna vilket blir slutstadiet för vår sol.

Venus svavelsyramoln kan innehålla DNA och RNA.

 

Ett team av kemister, biologer och planetforskare från MIT (Massachusetts Institute of Technology Cambridge, USA), Nanoplanet Consulting, Harvard University och University of Alberta har med genom laboratorieexperiment funnit att förhållandena i Venus moln möjligen kan innehålla liv. I rapporten publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences beskriver gruppen de experiment de genomförde i sitt laboratorium resultatet.

Tidigare forskning har visat att Venus yta i genomsnitt är cirka 462° C, alldeles för varmt för livsformer vi känner till. Planetens atmosfär är däremot mycket svalare speciellt i dess moln. Här är temperaturen 30° C till 70° C, väl inom ett intervall som kan stödja liv. Molnen består av svavelsyra och är mycket surare jordens moln. Men annorlunda livsformer kan existera i moln av detta slag, enligt forskargruppen.

De utarbetade experiment för att avgöra om RNA och /eller DNA-baser kunde existera i en sådan miljö.

Experimenten involverade exponering av nukleinsyrabaser såsom cytosin, adenin, tymin, guanin och uracil i kemiska förhållanden som liknar dem som tros finnas i de Venus svavelmoln. De gjorde sedan samma sak med pyrimidin och purinnukleinsyrabaskärnor och 2,6-diaminopurin. De testade därefter syrabasernas stabilitet med NMR (nuclear magnetic resonance) och UV-spektroskopi. De fann att om syrabaserna förblev stabila   i upp till två veckor - i förlängningen innebar detta att de kunde göra detsamma i Venus moln.

Men då får de först bildas och existensen blir endast två veckor innan de upplöses som jag tolkar det. Låter inte som att det skulle ske spontant eller vara annat än en konkret möjlighet teoretiskt.

Forskarna förstår att deras resultat kan vara förundrande för många forskare men knappast för kemister.  De noterar att det är allmänt känt att raffinering av olja innebär användning av koncentrationer av svavelsyra vilket då resulterar i produktion av organiska föreningar av vilka några är aromatiska molekyler. De föreslår därför att rymdforskare som letar efter liv i universum kan behöva utöka sina mål till att inkludera planeters atmosfärer inte bara deras ytor.

Bild vikipedia Molnstruktur av den venusianska atmosfären, synliggjord genom ultraviolett avbildning.

Satelliter som kommunicerar med ljus

 

Ett andra par av satelliter som använder ljus föratt kommunicera säkert med varandra har skjutits upp.

Satelliterna utvecklades inom ramen för ett ESA-partnerskapsprojekt med satellittillverkaren och operatören Spire Global baserad i Glasgow i Storbritannien. 

Spire Globals konstellation av satelliter tillhandahåller bland annat global väderinformation, fartygs- och flygplansrörelser med sina satelliter.

De två satelliterna kommer att använda optiska intersatellitlänkar för att skicka information mellan  och nästan omedelbart. För att uppnå detta är de utformade för att uppnå motsvarigheten till hur en laserpekare fungerar i att länka dessa två satelliter, var och en har en storlek som ett stort cornflakespaket. Avståndet mellan satelliterna är 5000 km.

Satellitparet kommer att visat förmågan  att skicka mer än 1 GB data säkert mellan de två terminalerna under ett kort kontaktfönster då de får  kontakt över jorden. Spire Global utvecklade en smidig metod för en  optisk intersatellitlänkteknik, med hjälp av successiva ljusupprepningar  i satelliterna.

De två satelliterna är lika framgångsrika som ett tidigare par satelliter som lanserades i juni 2021. Dessa har använts för att utveckla de kärnfunktioner som krävs för optiska intersatellitlänkar, såsom avancerad rymdfarkostpekning och positionskontroll tillsammans med laserstråldrift och optiska mottagare.

Satelliterna har utvecklats i samarbete med ESA och den brittiska rymdorganisationen inom Pioneer-programmet som en del av ESA:s program för avancerad forskning inom telekommunikationssystem (ARTES).

Jeroen Cappaert, Chief Technology Officer och medgrundare av Spire Global, beskriver: Vi firar nu kulmen på mer än tre års arbete med att skapa ett av de mest komplexa systemen ur både hårdvaru- och uppdragsperspektiv. Användningen av optiska länkar istället för traditionella radiofrekvenslänkar leder till högre motståndskraft mot störningar, högre säkerhet och högre effektivitet.

Craig Brown, investeringschef vid UK Space Agency, beskriver: Den framgångsrika lanseringen av dessa två Glasgow-tillverkade satelliter som en milstolpe inte bara för företaget utan på intersatellitkommunikation som får denna teknik mer effektiv. Sådan ledande teknik erbjuder en spännande möjlighet för Storbritannien  i den kommersiella rymdåldern samtidigt som man är engagerad i att minska påverkan på jorden.

Den brittiska rymdorganisationen gav 2,9 miljoner pund till projektet som inkluderar fem satelliter och tre uppskjutningar, genom ESA:s ARTES Pioneer Programme, med syftet att stödja nya kommersiella möjligheter inom telekommunikationssektorn. Vi ser fram emot att följa nästa steg i Spire Globals resa och resultat.

Bild från https://www.esa.int/ En av de två satelliterna som använder ljus för att prata säkert med varandra.