Hur långt ut i rymden skyddar heliosfären oss?

 

Heliosfären  består av solvinden, soltransienter och det interplanetära magnetfältet vilket fungerar som vårt solsystems personliga sköld och skyddar planeterna från  kosmisk strålning. Dessa extremt energetiska partiklar, som accelereras utåt från händelser som supernovor, skulle om inget skydd fanns orsaka en enorm mängd skada om de inte till största delen absorberades av heliosfären.

För närvarande kan det vetenskapliga samfundet inte nå enighet om var gränserna eller konturerna av detta skyddade område slutar och de försöker nu med hjälp av en framtida  interstellär sond som färdas utanför solens inflytelsesfär  att få svar på dessa frågor.

En studie ledd från  University of Michigan publicerad i Frontiers in Astronomy and Space Sciences ger rekommendationer för att maximera vetenskapliga mätningar  för att bättre förstå storleken och formen på vår plats i heliosfären från utsidan. Vi vill veta hur heliosfären skyddar astronauter och livet i allmänhet från skadlig galaktisk strålning, men det är svårt att göra när vi fortfarande inte ens vet formen på heliosfären (vilken skyddar oss från den kosmiska strålningen är den lika skyddande överallt i vår närhet eller finns det oskyddade områden) , beskriver Marc Kornbleuth, forskare vid Boston University och medförfattare till studien.

Hittills är rymdsonderna Voyager 1 och 2 de enda farkosterna som potentiellt har lämnat heliosfären. Nu, 46 år efter uppskjutningen som skedde 1977 har farkosterna passerat sin avsedda livslängd och kan inte längre tillhandahålla de fullständiga plasmamätningar som är nödvändiga för att förbättra vår förståelse av heliosfärens gränser.

För mer om detta framtida arbete i att mäta heliosfären se denna länk från  Michigan Engineering  University of Michigan  

Bild vikipedia Heliosfärens huvuddrag. Heliopausen (eng.: heliopause) är gränsen mot det interstellära mediet, med en bogchock (eng.: bow shock) framför. Innanför ligger en annan chockfront, termineringschocken (eng.: termination shock) där solvinden saktas ned till subsonisk strömning. Planetsystemet ryms inne i heliosfären. På bilden visas också de fyra rymdsonder som nått längst ut, Pioneer 10 och 11 samt Voyager 1 och Voyager 2

Ett svart hål ses kasta ut material var 8,5e dag

 

Astronomer vid MIT (Massachusetts Institute of Technology), Italien, Tjeckien med flera länder har nyligen upptäckt att ett tidigare inaktivt svart hål, som finns i centrum av en galax cirka 800 miljoner ljusår bort som oväntat fick ett utbrott och sedan dess avger gasplymer var 8,5:e dag och däremellan återgår till sitt inaktiva tillstånd.

Det periodiska fenomenet är ett nytt beteende som inte har observerats tidigare från svarta hål. Astronomerna tror att den mest sannolika förklaringen till utbrotten kommer från ett andra mindre svart hål som snurrar runt det större centrala, supermassiva svarta hålet och  resulterar i att materia från det större svarta hålets gasskiva kastas ut var 8,5:e dag. (troligen då materia ifrån det mindre svarta hålet som finns i det större svarta hålets ackretionsskiva  då detta kommer för nära det större hålet ger en raktion så materia slungas iväg från skivans omgivning) Signalen liknar den som astronomer ser när en planet i omloppsbana passerar framför sin värdstjärna och kortvarigt blockerar stjärnans ljus. Men ingen stjärna skulle kunna blockera ett utbrott i en galax centrum.

Forskarlagets resultat, som publicerats i dagarna i tidskriften Science Advances, utmanar den gängse bilden av svarta håls ackretionsskivor, som forskare har antagit är relativt enhetliga skivor av gas som roterar runt ett centralt svart hål.

 De nya resultaten tyder på att ackretionsskivorna kan ha ett mer varierat innehåll och att de kan innehålla andra svarta hål och även stjärnor.

– Vi trodde att vi visste mycket om svarta hål, men det här säger oss att det finns mycket mer att lära, beskriver Dheeraj "DJ" Pasham, forskare vid Kavliinstitutet för astrofysik och rymdforskning vid MIT. "Vi tror att det finnas många fler system av detta slag och vi behöver samla in mer data för att hitta dem."

 Bild https://news.mit.edu/ En datorsimulering av ett svart hål med medelstor massa som kretsar kring ett supermassivt svart hål, och som driver ut periodiska gasplymer något som kan förklara observationerna som beskrivs ovan.Upphovsman: Petra Sukova, Astronomiska institutet vid CAS

Saturnus måne Enceladus är ett högintressant besöksmål.

 

Ingen farkost har någonsin landat på månen Enceladus som är en måne utsedd som högintressant att utforska av ESA (European Space Agency). En intressant måne för en framtida rymdstation.  

Enceladus har en isig skorpa under vars yta finns ett hav. Vattenplymer bryter fram genom sprickor i isen och skjuter ut i rymden. Om en farkost samlar in prover från dessa plymer av vatten i dessa utkast och  vattnet analyseras kan vi finna om det finns liv i vattnet eller om det är sterilt.

Det är vetenskapligt accepterat att det finns tre villkor för om en " miljö" potentiellt ska kunna stödja liv som vi känner det: närvaron av flytande vatten, en energikälla och en specifik uppsättning kemiska grundämnen. Möjligheten att Enceladus har detta anses stor.

Enceladus uppfyller alla tre kriterierna. Plymerna som kastas ut ur den isiga skorpan är som vi redan vet rika på organiska föreningar, varav några är viktiga för att liv ska uppstå. Havet verkar också innehålla en ännu okänd kraftfull källa till kemisk energi som kan ge bränsle till levande organismer.

Ett rymdskepps besök och inhämtning av vatten mm på denna måne är ett projekt som planeras av ESA som skulle ge ny kunskap: Det skulle  ge Europa en unik framskjuten plats inom astronomin. "En undersökning av tecken på tidigare eller nuvarande liv runt Saturnus (på dess månar inte bara Enceladus flera här är intressanta) har aldrig tidigare gjorts. Det skulle garantera ESA:s ledarskap inom planetforskning i årtionden framöver beskriver ESA:s forskningschef, professor Carole Mundell.

Detta planerade framtida  uppdrag till "jätteplaneternas månar" är det första i en serie av tre planerade för ESA:s planerade Voyage 2050-program, som ska kompletteras med ett urval av medel- och snabbklassuppdrag. Tillsammans kommer uppdragen att skapa en mångfald och smidighet under de kommande två årtiondena vilket kommer att uppfylla de europeiska forskarsamhällenas ambitioner. "Genom att noggrant planera Voyage 2050 ser vi till att ESA:s rymdforskningsprogram säkrar en uppsättning framåtblickande uppdrag i världsklass för framtida generationer", beskriver professor Mundell.

Bild https://www.esa.int/ genomskärning av månen Enceladus.

49 tidigare okända galaxer upptäckta under tre timmar.

 

Ett internationellt team astronomer har upptäckt 49 tidigare okända gasrika galaxer med hjälp av radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika.

Dr Marcin Glowacki vid Curtin University-noden vid International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) i västra Australien var forskningsledare i projektet vars mål var att studera den stjärnbildande gasen i en radiogalax. Även om teamet inte hittade någon stjärnbildande gas i just den galax de studerade, upptäckte Dr Glowacki istället 49 andra gasrika galaxer när de senare analyserade den insamlade datan.

Dr Glowacki säger att detta är ett bra exempel på hur fantastiskt ett instrument som MeerKAT är på att hitta stjärnbildande gas i galaxer.

Observationerna varade i mindre än tre timmar ochinkluderade IDIA (Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy).

"Jag förväntade mig inte att hitta nästan femtio nya galaxer på så kort tid", beskriver Dr Glowacki. Genom att använda olika tekniker för att leta efter galaxer som används i andra kartläggningar av MeerKAT  upptäcktes dessa galaxer och avslöjade dess gasinnehåll.

Galaxerna har informellt fått gruppnamnet 49ers, en referens till guldrushens gruvarbetare i Kalifornien 1849. Dr Glowacki anser att de 49 galaxernas upptäckt är lika värdefulla som guldklimpar på vår natthimmel. Många av galaxerna ligger nära varandra och bildar galaxgrupper och  har identifierats under en enda observation.

Forskningsresultatet publicerades i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: serendipitous discovery of H i-rich galaxy groups with MeerKAT | Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society | Oxford Academic

Bild https://www.curtin.edu.au/ på radioteleskopet MeerKAT som finns i Sydafrika vilket möjliggjorde upptäckten av dessa 49 tidigare okända galaxer. Källa: South African Radio Astronomy Observatory (SARAO)

Inaktiva svarta hål vaknar upp då en stjärna kommer för nära.

 

I en ny undersökning av en klass av galaxer som kallas kompakta symmetriska objekt (eller CSO), har avslöjats att dessa objekt inte är helt vad de anses vara. CSO:er är i sig aktiva galaxer (här bildas nya stjärnor) med supermassiva svarta hål i centrum. Från dessa svarta hål uppstår från en del två jetstrålar som färdas i motsatta riktningar med nästan ljusets hastighet. I jämförelse med andra galaxer där våldsamma jetstrålar från deras centrala svarta hål sträcks långt ut i rymden  sträcker sig förstnämndas jetstrålar inte ut i stora avstånd – de är även mycket mer kompakta.

Under många årtionden misstänkte astronomer att dessa CSO:s (Compact Symmetric Objects med korta jetstrålar) sänder ut nybildade jetstrålar och att dessa jetstrålar så småningom vid upprepning blir längre efterhand som tiden går.

Men detta antagande har omtolkats och omtolkningen beskrivs i tre olika artiklar i The Astrophysical Journal där ett Caltech-lett team av forskare kommit fram till att CSO inte är unga utan snarare har en relativ kort existens som utkastare av jetstrålar.

"Dessa CSO är inte unga", förklarar Anthony (Tony) Readhead, Robinson-professor emeritus i astronomi, som ledde undersökningen. – Man skulle inte kalla en 12-årig hund ung trots att den har levt ett kortare liv än en vuxen människa. Dessa objekt är en distinkt jetstråle som finns under tusentalet år snarare än de miljontals år som är vanliga i galaxer med långlivade jetstrålar. I de nya studierna granskade teamet litteratur och tidigare observationer av mer än 3 000 CSO-kandidater, verifierade 64 som verkliga och identifierade ytterligare 15 CSO:er. Alla dessa objekt hade tidigare observerats av National Radio Astronomy Observatory's Very Long Baseline Array (VLBA), finansierad av National Science Foundation (NSF) och några hade observerats av andra högupplösta radioteleskop. "VLBA-observationerna är de mest detaljerade och ger bilder med detaljer som motsvarar att mäta bredden på ett mänskligt hårstrå på ett avstånd av 160 km", beskriver Readhead.

Forskarnas analys visar att CSO driver ut jetstrålar i 5 000 år eller mindre därefter slocknar strålarna ut. – CSO-jetstrålarna är väldigt energirika men de verkar stänga av efter en kort tid kosmiskt sett, beskriver Vikram Ravi, biträdande professor i astronomi vid Caltech och medförfattare till en av studierna. " Vad som driver de kortlivade jetstrålarna tror forskarna är en tidvattenstörning (TDE), som inträffar när en ensam stjärna vandrar för nära ett supermassivt svart hål och slukas av detta. De TDE:er som vi tidigare har sett varade bara i några år", beskriver Ravi. "Vi tror att de anmärkningsvärda TDE:erna som driver CSO:er varar mycket längre eftersom de splittrade stjärnorna är mycket stora, mycket massiva, eller både och.

Beroende på storleken av stjärnan eller stjärnorna som slukas av ett svart hål beror kraften på jetstrålarnas existens och längd blir som jag tolkar det analysen ovan kortfattat.

De tre studierna är "Compact Symmetric Objects - I Towards a Comprehensive Bona Fide Catalog", "Compact Symmetric Objects – II Confirmation of a Distinct Population of High-Luminosity Jetted Active Galaxies" och "Compact Symmetric Objects – III Evolution of the High-Luminosity Branch and a Possible Connection with Tidal Disruption Events." Studierna finansierades av NSF, NASA, Caltech, Max Planck-institutet för radioastronomi i Bonn, Tyskland och Europeiska forskningsrådet.

Bild https://www.caltech.edu/ Den här illustrationen visar hur kompakta symmetriska objekt, eller CSO:er, sannolikt bildas. När en massiv stjärna vandrar för nära ett svart hål (till vänster) slukas den. Detta får det svarta hålet att skjuta ut en ultrasnabb, bipolär jetstråle (mitten). Strålen sträcker sig utåt och dess heta ändar glöder av radiostrålning (till höger).

Upphovsman: B. Saxton/NRAO/AUI/NSF

Människan har en förmåga att beräkna hastighet och avstånd under en rymdfärd.

 

I en ny forskning ledd från York University visas att astronauter har en överraskande förmåga att orientera sig och mäta tillryggalagd sträcka när de är fria från gravitationens dragningskraft ( i nästan tyngdlöshet på rymdstationen).

Resultatet av studien utarbetades i samarbete med den kanadensiska rymdorganisationen och NASA och visar implikationer om besättningens säkerhet i rymden och kan potentiellt ge ledtrådar till hur åldrandet påverkar människors balanssystem här på jorden, beskriver ledaren för studien professor Laurence Harris. "Det har upprepade gånger visats att uppfattningen av gravitationen påverkar den perceptuella förmågan.

 Det mest djupgående sättet att se på gravitationens inverkan är att ta bort den, vilket är anledningen till att vi tog vår forskning ut i rymden, beskriver Harris, som är expert på syn och rörelseperception och som leder Multisensory Integration Lab och var  tidigare chef för Centre for Vision Research i York.

"Vi har haft en stadig närvaro av människor i rymden i nästan ett kvarts sekel och med rymdsatsningar som bara ökar då vi nu planerar att åka tillbaka till månen mm. Utifrån detta blir det allt viktigare att veta mer om hälso- och säkerhetsfrågor för att säkert  sända människan ut på längre färder i tid. Baserat på resultatet av studien verkar det som om människor förvånansvärt väl kan kompensera för bristen på en jordisk miljö med hjälp av synen.

Harris och hans medarbetare professorerna Robert Allison och Michael Jenkin vid Lassonde School of Engineering och utöver dessa två generationer postdoktorer och doktorander från York, Björn Jörges, Nils Bury, Meaghan McManus och Ambika Bansal så studerades ett dussintal astronauter ombord på den internationella rymdstationen vilken  ligger cirka 400 kilometer från jordens yta. Här upphävs jordens gravitation genom centrifugalkraften som genereras av stationens omloppsbana. I den mikrogravitation som är kvar är sättet som människor rör sig där mer som att flyga i rymdstationen, beskriver Harris.

"Människor har tidigare anekdotiskt rapporterat att de känt att de rörde sig snabbare eller längre än de egentligen gjorde i rymden, så det här gav en viss motivation att undersöka detta", förklarar han.

Forskarna jämförde prestationerna hos ett dussin astronauter – sex män och sex kvinnor – före, under och efter deras årslånga uppdrag i rymdstationen och fann att deras känsla för hur långt de färdades förblev i stort sett intakt.

Rymduppdrag är hektiska och det tog forskarna flera dagar att få tid till  kontakt med astronauterna när de anlänt till rymdstationen. Harris beskriver att  "Vid ett antal tillfällen under vårt experiment var ISS tvungen att göra undanmanövrar", minns Harris. – Astronauter måste kunna ta sig till säkra platser eller utrymningsluckor på ISS snabbt och effektivt i en nödsituation. Så det var väldigt betryggande att upptäcka att de faktiskt kunde göra detta snabbt."

Studien, som nyligen publicerats i npj Microgravity, har tagit ett decennium att ta fram och representerar den första av tre artiklar som kommer ur forskningen som undersöker effekterna av mikrogravitationsexponering på olika perceptuella färdigheter, exemelvis uppskattning av kroppslutning, tillryggalagd sträcka och objektstorlek.

Bild https://commons.wikimedia.org/

I Gale-kratern på Mars fanns en sjö långt fram i tiden

 

Forskare vid Imperial College London och NASA har hittat tecken på att det fanns vatten i Gale-kratern på Mars under en längre tid än man tidigare trott.

För miljarder år sedan vet man att det fanns mycket vatten på Mars och det i Gale-kratern fanns en sjö. Gradvis förändrades klimatet och sjön torkade ut inkusive övrigt vatten på Mars med undantag av att det ännu i dag finns ett tunt islager på polerna i form av permafrost. Mars blev den röda dammiga planet den är idag.

Sjön  i Gale-kratern som finns söder om ekvatorn på Mars hade en diameter på 154 km och fanns långt efter att planeten ansågs ha blivit torr och ogästvänlig. Med hjälp av data och bilder från NASA:s Curiosity-rover fann forskarna ledtrådar som visade detta i form av deformerade lager i en ökensandsten som de hävdar bara kan ha bildats av vatten. Hur djup sjön var om den var flera meter djup eller bara centimeter djup är osäkert.

Även om de är överens om att det fanns vatten, är de osäkra på om det fanns som vätska, is eller som en saltlösning.

För mer information om detta fynd och forskares uttalanden om fyndet se här från Imperial College London. 

Bild från vikipedia på Gale-kratern på Mars.