Universet & dets hemmeligheter ⇒ James Webb space teleskop (JWST)

[Morris]

NASAs Webb tar sitt aller første direkte bilde av den fjerne verden
Nå er det ikke stjernen selv som avbildes men eksoplaneter!
https://blogs.nasa.gov/webb/2022/09/01/ ... ant-world/

https://blogs.nasa.gov/webb/
https://blogs.nasa.gov/webb/2022/09/19/ ... ed-planet/

[Terra]

Utrolig vakkert å se på

[Morris]

James Webb Just Detected A Huge Structure Older Than The Universe!
https://www.youtube.com/watch?v=a2_CePTZZoI

James Webb Telescope Just Detected A Massive Structure On Jupiter
https://www.youtube.com/watch?v=wVh_LUVCSak

[Morris]

Romteleskopet James Webb har oppdaget karbondioksid på en fjern planet

Dette er det første klare signalet fra karbondioksid utenfor solsystemet.
Astronomene gledet seg lenge til romteleskopet James Webb. Utviklingen av teleskopet startet i 1996.

1. Juledag i fjor ble teleskopet sendt opp i verdensrommet.

Det reiste til et punkt bak jorden, lenger ut enn månen, der det nå er plassert.

Her har teleskopet god og uforstyrret utsikt til universet. De første bildene fra det nye teleskopet begynte å komme i juli.

Romteleskopet skal brukes til flere ting. Det kan se dypere og lenger ut i verdensrommet enn andre teleskop. Det kan se inn i områder av galakser som er skjult av støv. I tillegg skal det brukes til å forske på planeter.

Teleskopet har nemlig instrumenter som gjør det mulig å finne ut mer om hva slags stoffer som finnes i atmosfæren til planeter.

Oppdaget karbondioksid
Vi vet ikke om det finnes liv på andre planeter enn jorden.

Hvis det er stoffer som oksygen, vanndamp og metan i atmosfæren på andre planeter, kan det hinte om at det kan finnes liv der.

James Webb-teleskopet skal gi mer informasjon om hva slags atmosfærer som finnes rundt noen av planetene som er oppdaget.

Nå viser teleskopet hva det kan. Det har oppdaget karbondioksid på en annen planet.

Dette er det første «klare, detaljerte, udiskutable» beviset for karbondioksid som noen gang er oppdaget utenfor solsystemet. Det skriver Den europeiske romfartsorganisasjon (ESA) i en pressemelding.

Stor og varm planet
James Webb oppdaget karbondioksid rundt en planet som kalles WASP-39 b.

Den ligger 700 lysår fra oss. Lysår er et mål på hvor lang tid lys bruker på å reise fra der hvor planeten befinner seg og til oss.

WASP-39 b er veldig forskjellig fra jorden.

Den er laget av gass og er diger. Planeten er enda litt større enn gasskjempen Jupiter. Den er imidlertid ikke like massiv. Det betyr at den er ganske oppsvulmet og ikke særlig tett.

Dette har å gjøre med den høye temperaturen på planeten. Den fyker rundt ganske nærme stjernen sin og er 900 grader varm.

Ser på lys som går igjennom atmosfæren
Forskere oppdaget karbondioksid i planetens atmosfære ved å bruke et instrument på James webb som kalles en spektrograf.

Når WASP-39 b passerer foran stjernen sin, skinner stjernelyset igjennom atmosfæren til planeten.

Forskere kan studere lyset fra stjerner ved å spre det ut, som i en regnbue.

Da kan de se at noe av lyset mangler.

Atomer i stjernens og planetens atmosfære har fanget opp noen spesielle bølgelengder av lyset. Så har de sendt det ut i alle retninger. Da kommer det mindre av disse bølgelengdene i vår retning.

Lyset som «mangler» forteller om hva slags atomer og molekyler som finnes i stjernens og planetens atmosfære.

– Lover godt
Senere kan James Webb kanskje også brukes til å studere planeter som ligner mer på jorden.

– Å oppdage et så tydelig signal om karbondioksid på WASP-39 b lover godt for å oppdage atmosfæren på mindre stein-planeter, sier Natalie Batalha i pressemeldingen.

Hun er forsker ved University of California i Santa Cruz og ledet teamet.

Kunnskap om atmosfæren på andre planeter kan fortelle mer om hvordan planetene ble dannet ifølge ESA.

James Webb gir nye muligheter
Forskere har brukt andre teleskoper for å studere atmosfæren til fremmede planeter tidligere.

I 2019 oppdaget forskere for eksempel at en planet har vann i atmosfæren sin. Da brukte de Hubble-teleskopet for å studere endringer i stjernelyset når det strålte igjennom planetens atmosfære.

Forskere har sett på atmosfæren til eksoplaneter før, men det har stort sett vært svære Jupiter-lignende planeter. De er lettest å studere, sa astrofysiker Maria Hammerstrøm tidligere til forskning.no.

– James Webb skal prøve å se på atmosfæren til planeter på størrelsen til jorda, som er små og har små atmosfærer. Da trenger du et veldig sensitivt instrument for å fange det opp.

James Webb er ikke designet for å oppdage liv på andre planeter, ifølge en artikkel i The Conversation. Teleskopet vil nok ikke kunne bekrefte det, skriver Science.

Men teleskopet kan gi mer detaljert informasjon om gasser på flere typer planeter. Det vil kunne by på overraskelser og ny kunnskap.

[Morris]

Da er kanskje "big bang" en ubrukelig teori?

Hva er det James Webb har sett så nært big bang?

Disse skulle ikke eksistert! Det kalles et av de største mysteriene i moderne astrofysikk – De er for tidlige og for store.
(JWST) ble hovedsakelig bygget for å se langt, langt tilbake i universets historie.

Og noe uventet har dukket opp så langt tilbake - i løpet av de første hundre millioner årene etter at universet ble til.

– Det er et mysterium hvordan de har kommet dit, sier Håkon Dahle til forskning.no.
Han er astronom ved Universitetet i Oslo og har jobbet mye med kvasarer - digre sorte hull i midten av veldig fjerne galakser. Han har også observert slike objekter med JWST.

Siden JWST begynte å observere for to år siden, har astronomer sett det samme gang på gang: For store sorte hull, for tidlig i universet.

Et akutt, teoretisk problem

Dahle forteller at dette er et akutt, teoretisk problem. Hvordan kan disse sorte hullene dannes så tidlig? Det er det foreløpig ingen som vet.

Ifølge denne studien fra 2024 er det målt over 200 såkalte aktive galaksekjerner innenfor tidsrommet 400 til 900 millioner år etter big bang, universets begynnelse.

Alle disse er for store for teoriene om hvordan det tidlige universet så ut.

Aktive galaksekjerner er noe som sender ut veldig mye stråling i midten av en galakse - gjerne supermassive sorte hull.

De mest lyssterke kalles kvasarer.
Ifølge studien er disse supermassive sorte hullene fra mange millioner til flere milliarder ganger så digre som vår egen sol.

Det store mysteriet

I studien omtaler de det som et av de største mysteriene i moderne astrofysikk.

Det skal mange observasjoner og kvalitetssikrede målinger til for å slå fast at dette faktisk er et reelt fenomen. Sorte hull sender ikke ut stråling på egen hånd, men skiven av støv og gass som raser rundt, gløder.

Basert på egenskapene til denne skiven, kan også astronomene anslå hvor massivt et sort hull er.

Men etter flere år med observasjoner begynner dette å bli sikker kunnskap, ifølge flere studier.

– For meg framstår disse resultatene som sikre, sier Håkon Dahle til forskning.no.

Det har ikke vært nok tid i universet på dette tidspunktet til at de kan være så tunge, ifølge modellene som beskriver hvordan universet utvikler seg.

Så det er noe annet som foregår her.

Millioner på millioner ganger vår egen sol
Et sort hull er et fenomen som oppstår når det samles for mye masse innenfor et for lite område i rommet. Dette kalles Schwarzchild-radiusen, oppkalt etter fysikeren Karl Schwarzchild.

Han viste at sorte hull kunne oppstå i Einsteins beskrivelse av tyngdekraften. Einstein selv trodde konseptet var urealistisk, ifølge BBC.

Om de faktisk fantes, var det ingen som visste. Nå er det etablert kunnskap at store stjerner over en viss masse danner sorte hull når de kollapser. Forskerne bak målinger og beskrivelser av sorte hull vant Nobelprisen i 2020.

Denne illustrasjonen skal vise en realistisk framstilling av et sort hull. Lyset kommer fra en skive som går rundt det sorte hullet, men på grunn av tyngdekraften fra det sorte hullet, blir lyset bøyd rundt. Du kan se baksiden og forsiden samtidig. (Illustrasjon: NASA)

I et sort hull kollapser massen ned til et punkt, kalt en singularitet. Her endrer rom og tid mening sammenlignet med hva vi er kjent med, og ingenting unnslipper.

Ved det sorte hullets ytre grense, kalt hendelseshorisonten, må alt som kommer for nært det sorte hullet ende opp i det sorte hullet.

Og dette gjør at sorte hull vokser og vokser etter hvert som de svelger gass og støv. De smelter også sammen med andre sorte hull, for eksempel når galakser kolliderer.

Dette gir sannsynligvis opphav til de supermassive sorte hullene forskerne ser i midten av galakser i dag.

Et bilde av et sort hull

I midten av vår egen galakse finnes det et sort hull som er mer enn fire millioner ganger vår egen sol. Dette sorte hullet er forsøkt avbildet av Event Horizon Telescope-samarbeidet, som du kan lese mer om på forskning.no.

Men det finnes også ekstremt mye større sorte hull i midten av andre galakser.

– Disse sorte hullene vi ser nå, har hatt mye tid på å vokse seg så store, sier Håkon Dahle.

De kan ha vokst i mange milliarder år.

Så hvorfor finnes det sorte hull som er så store så tidlig?

Et eksempel på et tidlig beist ble rapportert i Nature i slutten av 2024.

Her beskriver forskerne et sort hull som er mye større enn det som finnes i midten av vår galakse, men som eksisterte rundt en halv milliard år etter at universet ble til.

Hvorfor bør ikke dette sorte hullet eksistere på dette tidspunktet?

Tunge frø og sorte hull

Ideen er at de første stjernene som eksisterte i universet, var svært store, levde korte liv og brant ekstremt krafitg.

Dette er de opprinnelige stjernene i universet- dannet av den opprinnelige gassen som fantes etter at universet ble til: Hydrogen og helium.

Disse stjernene kalles Population III-stjerner.

Da disse stjernene kollapset, dannet de sorte hull. Disse sorte hullene ble antatt å være 50-100 ganger vår egen sol i masse, dannet av stjerner som er flere hundre ganger mer massive enn sola.

Så kunne de vokse derfra, smelte sammen og danne større og større sorte hull.

Men dette forklarer ikke det astronomene nå ser i det tidlige universet. Da må man begynne med sorte hull som er mange ganger større, ifølge denne studien. Dette kalles tunge frø, eller heavy seeds.

En gassky som kollapser

– For å forklare dette, må man begynne med noe som er 10.000 ganger solas masse, sier Dahle.

Astronomene vet ikke hvordan disse tunge frøene har blitt til, men en av de mer troverdige ideene går på at store skyer med gass kan gå direkte fra å være gasskyer til å bli gigantiske sorte hull, forteller Håkon Dahle.

Slik blir ikke sorte hull til i nåtidens univers. Det må dannes tunge nok stjerner som lever et stjerneliv, går gjennom en supernova og danner et sort hull.

Men i det tidlige universet kan en hel rekke forhold ha ligget til rette for at store gasskyer kan ha kollapset og dannet en singularitet. Dette er noe mange forskere som jobber med simuleringer av det tidlige universet, undersøker.

– Når denne skyen når en kritisk masse, kan den kollapse ned i et kjempestort sort hull, sier Dahle.

Eller skyen kan danne en svært kortlivet megastjerne, som så eksploderer og går gjennom endringen.

Men dette er foreløpig ubesvarte spørsmål.

Sprekker og kriser i kosmologien?

Per Barth Lilje er astrofysiker og professor ved Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo.

Han er enig i at dette har vært en av de store overraskelsene siden James Webb begynte å kikke bakover i tid.

– Det finnes teorier som kan forklare det, sier han og viser til nettopp ideene om at gasskyer kanskje kan danne sorte hull på direkte vis.

– Disse teoriene ble plutselig veldig aktuelle.

Men Barth Lilje åpner også døren for at disse resultatene kan vise sprekker
i de teoretiske fundamentene - som altså viser hvordan universet har utviklet seg siden begynnelsen.

– Dette er en av mange ting som gjør at man må spørre om den kosmologiske modellen vi bruker i dag, er riktig, sier Barth Lilje.

Han viser til standardmodellen som brukes i kosmologi, som kalles Λ-CDM (Lambda-CDM). Lambda viser til den kosmologiske konstanten, som beskriver hvordan universet utvider seg, og CDM betyr Cold Dark Matter. Altså en type mørk materie som antas å oppføre seg på bestemte måter.

Barth Lilje nevner det som kalles «krisen i kosmologien» i samme åndedrag, et fundamentalt problem som du kan lese mer om på forskning.no. Astronomene klarer ikke å slå fast hvor fort universet utvider seg.

https://www.abcnyheter.no/nyheter/verde ... t-big-bang