Fosfor har överraskande upptäckts i Vintergatans utkant

 

Fosfor är ett icke-metalliskt grundämne tillhörande kvävegruppen. Fosfor ingår i kemiskt bunden form i RNA och DNA och är nödvändig för alla levande celler. Fosfor kan inte hittas i fri form i naturen, på grund av hög kemisk reaktionsförmåga.”wikipedia” 

Tre kemister vid University of Arizona, ankutna till University of Arizonas Department of Astronomy and Steward Observatory har upptäckt fosfor i utkanten av Vintergatan. I sin studie som beskrivits i tidskriften Nature, har Lilia Koelemay, Karlie Gold och Lucy Ziurys beskrivet gasmolnet WB89-621 som finns i utkanten av Vintergatan.

Tidigare forskning har visats att fosfor finns nära solen och även andra inre delar av Vintergatan. Men detta är första gången det observerats i Vintergatans yttre del. Tidigare fynd har inte varit överraskande eftersom forskning har visat att fosfor skapas när kiselatomer i stjärnor (som solen) binder till neutroner. En sådan stjärnnukleosyntes tros vara förklaringen till tidigare observerad fosfor.

Det verkar förklara varför fosfor inte har hittats längre bort från solen eller stjärnors närhet då det inte finns något rimligt sätt för fosfor att finnas där. I den nya studien studerade forskarna den kemiska sammansättningen av gasmolnet WB89-621, som finns nära Vintergatans ytterkant och upptäckte  då fosfor där.

I sitt arbete utförde forskarna en millimeterspektraanalys när de noterade rotationslinjer som tyder på närvaro av fosfor i molnet som finns på ett avstånd på 22,6 kpc från Vintergatans centrum. De noterade också att supernovor inte existerar i Vintergatans yttre regioner, vilket tyder på att fosforn de observerade måste komma ur en annan källa.

Forskarna konstaterar att två möjliga källor båda två är inte trovärdiga i detta fall. Galaktiska fontäner (där material från supernovor förflyttas via cirkumgalaktiska effekter och/eller haloeffekter), då dessa moln som skapas av sådana fontäner inte finns i Vintergatans yttre på ett avstånd som kan förklara fosforn i gasmolnet.

En annan möjlig förklaring skulle kunna vara ett bidrag från en extragalaktisk källa, till exempel det Magellanska molnet och dess stjärnor som finns i området. Men det verkar också osannolikt konstaterar de, eftersom sådana källor sällan har tillräckligt med metaller som behövs för att producera de mängder fosfor som  upptäckts och då kunde tagit vägen in i gasmolnet.

Forskarlaget drar slutsatsen att andra möjliga källor måste sökas för att fastställa källan till den fosfor de hittade.

Så ingen förklaring till källan finns ännu. Kan någon kemisk process i gasmolnet WB89-621 vara den troliga förklaringen. Något man hittills förbisett att undersöka eller hittat och som kan ske i vissa gasmoln?

Bild vikipedia Illustration av Vintergatan som visar dess armar och solens placering (originalbilden från NASA).

Universums tidiga galaxer är ljusstarkare än de teoretiskt borde vara.

 

Med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST) har upptäckts att nästan alla universums tidigaste galaxer var fyllda med bländande gasmoln som lyste starkare än de framväxande stjärnorna i molnet. Fenomenet som kan hjälpa till att lösa ett mysterium som hotar nuvarande teori om kosmos.

Galaxer bildades så tidigt som ca 500 miljoner år efter Big Bang, då som oregelbundna mindre stjärnhopar med en ljusstyrka som är svår att förklara: Ljusstyrka av denna storlek borde bara komma kunna komma från massiva galaxer med lika många stjärnor som Vintergatan. Men tidiga galaxer tog form på en bråkdel av den tid en det tog för vår galax att bildas och var lika ljusstarka.

Upptäckten hotar att vända upp och ner på fysikernas förståelse av hur galaxer bildas och  den vanligaste kosmologiska modellen som säger att några miljoner år efter Big Bang (för 13,8 miljarder år sedan) kondenserades energi till materia från vilken de första stjärnorna långsamt bildades.

Men då JWST kom i drift upptäcktes alldeles för många stjärnor i denna tid. Nu har astronomer hittat ett möjligt svar (en ny teori): en stor grupp av 12 miljarder år gamla galaxer, varav nästan 90 procent av dessa var insvepta i ljusstark gas som kan ha antänts av ljuset och hettan från de omgivande stjärnorna vilket utlöste intensiva utbrott av stjärnbildning då gasen svalnade. Den nya forskningsteorin har godkänts för publicering i The Astrophysical Journal.

Vår artikel bevisar att växelverkan med granngalaxerna är orsaken till den ovanliga ljusstyrkan hos tidiga galaxer, beskriver huvudförfattaren Anshu Gupta, astrofysiker vid Curtin University i Australien, till Live Science. Den explosionsartade stjärnbildning som utlöstes av växelverkan kan också förklara de tidiga galaxernas massiva natur, påtalar han.

Växelverkan mellan stjärnor och gas vilket då kan förklara ljusstyrkan.

Astronomer upptäckte de ljusstarka gasmolnen i data som samlats in som en del av JWST:s Advanced Deep Extragalactic Survey, där tre av teleskopets instrument användes för att samla in infraröda bilder av galaxer för spektral analys.

Jag anser att ovan nya teori om växelverkan  är mycket trovärdig.

En bild från https://www.livescience.com   tagen av James Webb Space Telescope av galaxen MACS0647-JD enbart 400 miljoner år efter Big Bang. (Bildkredit: NASA, ESA, CSA, & STScI, APagan (STScI)/ Alamy Live News via Digitaleye)

Vintergatsliknande galax funnen i det tidiga universum.

 

Med hjälp av James Webb Space Telescope har ett internationellt forskarlag, där bland annat astronomen Alexander de la Vega vid University of California, Riverside ingick upptäckt den mest avlägsna stavspiralgalaxen som någonsin hittats med utseende  som Vintergatan. Fram tills nu har man ansett att stavspiralgalaxer som Vintergatan inte   kunde ha bildats så tidigt i universum. Universum uppskattas vara 13,8 miljarder år gammalt så tidigt i universums ålder. 

Den här galaxen som fått namnet ceers-2112 bildades va 1 miljard år efter Big Bang, beskriver medförfattaren till studien de la Vega, postdoktoral forskare vid institutionen för fysik och astronomi vid Centro de Astrobiología i Spanien (tidigare ansågs spiralgalaxer inte ha bildats förrän några miljarder år efter BigBang). Forskningsresultatet publicerades i Nature i veckan, leddes av forskare vid Centro de Astrobiología i Spanien.

Upptäckten av ceers-2112 visar att galaxer i det tidiga universum kan vara lika välordnade som Vintergatan. Detta är förvånande eftersom galaxer som tidigare hittats var mycket mer kaotiska i det tidiga universum och inte ansågs ha liknande strukturer som Vintergatan så tidigt av universums existens.

Kan vi ha misstolkat vad BigBang var? Kan galaxer redan ha skapats vid stjälva BigBang? Knappast troligt. Men funderingar uppstår på om BigBang gjorde en reva i tid och rum vid dess början. Kan ex ovan galax ha flutit ut i tid och rum miljarder år framåt i tiden och hamnat i universums första tid. Kanske formats under samma tid som stjärnhopar formade  Vintergatan?

Bild https://news.ucr.edu/ Konstnärlig framställning av den spiralformade galaxen ceers-2112, observerad i det tidiga universum. Jorden reflekteras i en illusorisk bubbla som omger galaxen, vilket ska påminna om likheten mellan Vintergatan och ceers-2112. (Luca Costantin/CAB/CSIC-INTA)

Nancy Grace Roman Space Telescope kan hitta svarta hål efter BigBang

 

När universum uppstod i en  expansion  kallad Big Bang komprimerades materia i ett litet område för att sedan expandera utåt och skapa ett allt större universum. Kosmologer har teorier om att subatomär materia i vissa regioner kan ha varit så tätt packad att materia kollapsade direkt till svarta hål. Om dessa ursprungliga svarta hål existerar   kan de gömma sig i galaxer eller mellan galaxerna likt ensamma planeter gör. Forskare har försökt uppställa de svarta hålens släktträd. De vet att vissa massiva stjärnor kommer att kollapsa in i sig själva mot slutet av sina liv och bilda svarta hål bestående av den resterande stjärnmassan. De vet att supermassiva svarta hål finns i centrum av galaxer som Vintergatan. Det finns också allt fler bevis för att svarta hål med medelstor massa finns i galaxerna.

Men hur är det med ursprungliga svarta hål? Om de existerar bildades de långt innan den första stjärnan kom till. De kan enligt teorin vara hur stora som helst och kan ha spelat en roll i galaxbildning. I kampen för att förstå hur svarta hål blir så massiva (likt de i centrum av galaxer och större) kan dessa fylla ett tomrum av kunskap. Det finns också indikationer på att de (SVARTA HÅL SOM KOM TILL VID BigBang) om de existerar, kan bestå av mörk materia.

 Ny forskningsteori visar hur NASA:s Nancy Grace Roman Space Telescope kanske kan hitta dessa ursprungliga svarta hål när det kommer i drift. Svarta hål kan gömma sig bland en mystisk population av objekt med låg massa. Objekten där de kan finnas är ex fritt flytande planeter (planeter som flyter mellan galaxerna).

I Artikeln "Rogue worlds meet the dark side: revealing terrestrial-mass primordial black holes with the Nancy Grace Roman Space Telescope" har publicerats på pre-print-servern arXiv. Huvudförfattare är William DeRocco från fysikinstitutionen vid UC Santa Cruz där beskrivs dessa teorier.

Jag anser att det är fullt möjligt att svarta hål bildades lika snabbt som stjärnor eller tidigare. Någon bra förklaring till varför svarta hål finns i centrum av galaxer är det dåligt med. Kan det innan BigBang funnits en enda sak ett mycket litet och så kompakt svart hål som dragits samman till en kritisk nivå som resulterat till BigBang och vårt universum?

Bild vikipedia Nancy Grace Roman Space Telescope planerat att sändas upp 2027 och söka av universum i infrarött ljus.

Koldioxid har upptäckts på en centaur.

 

Centaurer är små planetliknande objekt som kretsar mellan Jupiter och Neptunus och delar egenskaper med både asteroider och kometer. 

I en studie publicerad i dagarna i The Planetary Science Journal beskrivs hur NASA:s James Webb Space Telescope  har upptäckt koldioxid på en centaur. Centauren  39P/Oterma.  Även om ingen centaur har avbildats på nära håll uppvisar de på de bilder som finns vanligtvis en kombination av egenskaperna hos både kometer och asteroider. Tidigare har kolmonoxid upptäckts på två centaurer.  Men denna nya upptäckt och nu av koldioxid markerar en vändpunkt i hur forskare nu kan förstå bildningen, utvecklingen och sammansättningen av inte bara centaurer utan även av det tidiga solsystemet. 

Centaurer är viktiga att studera eftersom de är ganska välbevarade objekt från solsystemets barndom som kan ge insikt i den kemiska sammansättningen och de fysiska processerna i det tidiga solsystemet, beskriver studiens huvudförfattare, Dr. Olga Harrington Pinto, postdoktoral forskare vid Auburn University vilken genomförde forskningen medan han var doktorand vid University of Central Florida enligt universe today. 

Centaur 39P/Oterma upptäcktes den 8 april 1943 av den finske astronomen Dr. Liisi Oterma. Oterma var den första kvinnan att doktorera i astronomi i Finland, och dessutom den första kvinnliga doktorn vid matematisk-naturvetenskapliga fakulteten vid Åbo universitet. Medan 39P/Oterma länge har klassificerats som en inaktiv komet, uppvisar den för närvarande en centaurliknande bana mellan Jupiter och Saturnus, vilket innebär att den inte närmar sig solen något kometer gör. Den har en radie av cirka 2,21 till 2,49 km enligt studien. 39P/Oterma är vad vi kallar en aktiv centaur (ett mellanting mellan asteroid och komet).

Centaur 39P/Oterma har utvecklat en kometsvans likt en vanlig komet. Då den är aktiv kan vi använda spektroskopi för att observera molekyler i denna svans för att få kunskap om  sammansättningen. 39P valdes som ett av våra mål eftersom den skulle vara aktiv under tiden för de föreslagna observationstiderna med James Webb teleskopet, beskriver Dr. Adam McKay biträdande professor vid institutionen för fysik och astronomi vid Appalachian State University och medförfattare till studien.  

Upptäckten av koldioxid på en centaur kan vara en gamechanger när det gäller att förstå sammansättningen och egenskaperna av centaurer, asteroider och kometer i hela solsystemet, tillsammans med att det kan ge bättre förståelse av bildandet och utvecklingen av solsystemet överlag.

Ovan nämnda kolmonoxid är den gas som driver kometer, Koldioxid är ett av de material en komet består av. Så centaurer kan anser jag i första hand ses som kometer fångna mellan  Jupiter och Neptunus. Likt de finns fångna i stort antal i Oorts kometmoln som omsluter solsystemet. Kometer kan i vissa fall slita sig loss och tar därefter en omloppsbana  runt solen likt ex Haleys komet i sin eviga 76 åriga omloppsbana runt solen. 

Bild vikipedia Fördelningen av asteroider i det yttre solsystemet. De orange prickarna är centaurer medan de gröna är objekt i Kuiperbältet.

Ett mycket stort och avlägset svart hål har upptäckts

 

PÅ bilden ovan finns det mest avlägsna svarta hål som någonsin upptäckts i röntgenljus, upptäckten kan förklara hur några av de första supermassiva svarta hålen i universum bildades.

Det extremt avlägsna svarta hålet finns i galaxen UHZ1 i riktning mot galaxhopen Abell 2744. Galaxhopen Abell finns cirka 3,5 miljarder ljusår från jorden. Webb-data avslöjar dock att UHZ1 är mycket längre bort än Abell 2744. Avståndet till UHZ1 är ca 13,2 miljarder ljusår en tid då universum var 3 % av sin nuvarande ålder.

Genom att använda mer än två veckors observationdata från röntgenteleskopet Chandra kunde forskarna upptäcka röntgenstrålningen från UHZ1 och ett växande supermassivt svart hål i mitten av galaxen. Röntgensignalen är extremt svag och Chandra kunde bara upptäcka den utifrån lång observation – med hjälp av fenomenet gravitationslinsning som förstärkte signalen med en faktor fyra. Upptäckten är viktig för att förstå hur vissa supermassiva svarta hål – de som innehåller upp till miljarder solmassor och befinner sig i galaxernas centrum – kunde nå kolossal massa strax efter big bang. 

Astronomerna fann starka bevis för att det nyupptäckta svarta hålet i UHZ1 uppstod  massivt. De uppskattar att dess massa är mellan 10 och 100 miljoner solar baserat på röntgenstrålningens ljusstyrka och energi. Detta massområde liknar det för alla stjärnor i galaxer miljarder ljusår bort (att det svarta hålets massa är likartat med galaxens stjärnors massa). Något som inte stämmer i yngre galaxer där svarta hål i mitten av galaxen vanligtvis bara innehåller ungefär en tiondels procent av massan hos galaxens stjärnor.

Det svarta hålets stora massa i universums unga år, plus mängden röntgenstrålning det producerar och dess ljusstyrka som upptäcktes av Webbteleskopet stämmer överens med teoretiska förutsägelser från 2017 för ett "överdimensionerat svart hål" som bildats direkt efter kollapsen av ett enormt gasmoln.

Artikeln som beskriver resultaten av studien publicerades i Nature Astronomy och ett preprint finns tillgängligt online.

Bland författarna finns Akos Bogdan (Centrum för astrofysik | Harvard & Smithsonian), Andy Goulding (Princeton University), Priyamvada Natarajan (Yale University), Orsolya Kovacs (Masaryk University, Tjeckien), Grant Tremblay (CfA), Urmila Chadayammuri (CfA), Marta Volonteri (Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrike), Ralph Kraft (CfA), William Forman (CfA), Chrisine Jones (CfA), Eugene Churazov (Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland) och Irina Zhuravleva (University of Chicago).

Bilden från https://chandra.harvard.edu/ innehåller det mest avlägsna svarta hål som någonsin upptäckts i röntgenstrålning, ett resultat som kan förklara hur några av de första supermassiva svarta hålen i universum bildades direkt vid bigbang. Som det rapporterades i pressmeddelandet gjordes denna upptäckt med hjälp av röntgenstrålteleskopet från NASA:s Chandra X-ray Observatory (lila) och infraröda data från NASA:s James Webb Space Telescope (rött, grönt, blått).

Exoplaneten 8 Ursae Minoris b borde inte existera

 

En jätteplanet har undgått att uppslukas av sin sols uppsvällning  till förvåning för forskare runt om i världen.

Det handlar om planeten, Halla (8 Ursae Minoris b) som finns 520 ljusår från jorden och som borde ha uppslukats av sin sol då denna i slutet av sin existens  expanderade kraftigt till en röd jätte innan den nu dras samman till en vit dvärg. Ett öde vår sol också kommer att få en gång.

 Upptäckten var ett samarbete mellan mer än 40 akademiker runt om i världen – inklusive professor Bill Chaplin vid University of Birmingham, Marc Hon vid University of Hawaii och Dr Dimitri Veras vid University of Warwick,  ledande inom forskning om vita dvärgstjärnor.

8 Ursae Minoris b kretsar kring sin sol på 0,5 AE (1 AE är måttet mellan jorden och solen). Avståndet är inte ovanligt i sig, men det märkliga är att stjärnan håller på att kollapsa efter att ha svällt upp då den förbrukat  sitt bränsle. NU är den en krympande röd jättestjärna. Samma slut som vår sol får en gång. Slutet blir därefter en vit dvärgstjärna av otrolig täthet.

När en stjärna får slut med bränsle expanderar den i storlek. Ovan stjärna har  expanderat sin storlek till 0,7 ae, vilket borde uppslukat och förstört planeten. Så det är väldigt ovanligt och svårt att förklara att planeten fortfarande existerar.

Forskarna diskuterade orsakerna till varför planeten förblivit oskadd - och publicerade sina resultat i Nature.

Vi kom fram till två möjliga förklaringar, tillade Dr Dimitri Veras at  University of Warwick. Det första, mer troliga argumentet, är att stjärnan en gång ingick i ett dubbelstjärnsystem vilket släckte dess storleksökning och gjorde det möjligt för planeten klara sig. Detta då dubbelstjärnorna smälte samman vid den enas uppsvällningen och ses nu ses som en enda stjärna.

Den andra teorin, som är mindre utforskad, åberopar återigen en binär följeslagare. Den här gången gav sammanslagningen av de två stjärnorna upphov till en skiva i vilken planeten skapades – en så kallad andra generationens planet.

Marc Hon, University of Hawaii, säger: De flesta stjärnor är dubbelstjärnor, men vi förstår ännu inte helt hur planeter kan bildas runt dem. Det är troligt att många fler märkliga planetsystem kan existera på grund av påverkan från binära följeslagare.

Professor Bill Chaplin - Birminghams universitet tillade: Detta är ett utmärkt exempel på de detaljerade, tekniska studier som vi nu kan utföra tack vare senaste data, inklusive att använda värdstjärnans naturliga svängningar (asteroseismologi) som observerats av rymdteleskopet TESS för att bekräfta bortom allt tvivel att stjärnan är en röd jätte som brinner med kärnhelium.

För min del anser jag att första förklaringen ovan inte kan fungera mer än teoretiskt om ens då. Andra förklaringen anser jag vara rätt tolkning en andra generationsplanet är detta och troligen en gasplanet.

Bild https://www.birmingham.ac.uk med följande bildtext översatt till svenska. (förklaringen här är den ovan första vilken jag inte delar) Planeten Halla (8 Ursae Minoris b) kan en gång ha kretsat kring två stjärnor som växelverkat med varandra. Den slutliga sammanslagningen mellan stjärnorna gjorde det möjligt för Halla att undkomma uppslukandet och överleva runt en heliumbrinnande jättestjärna. Upphovsman: Julian Baum.