En ny mekanism av plasmaturbulens har upptäckts i solvinden

 

Bild wikipedia Heliosfärens huvuddrag. Heliopausen  är gränsen mot det interstellära mediet, med en bogchock framför. Innanför ligger en annan chockfront, termineringschocken  där solvinden saktas ned till subsonisk strömning (hastighet lägre än ljudhastigheten). 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 internationellt forskarteam vid Technische Universität Braunschweig och Tokyos universitet i samarbete med Tohoku University, Kyushu University, Osaka University och multinationella forskningsinstitut har nu för första gången visat ett omvändningsfenomen av magnetfältets rotation i turbulens i rymden. En struktur ses uppstå inom den ostrukturerade rymdplasman. Resultaten av studien publicerades i The Astrophysical Journal Letters (se nedan).

Teamet vid Institutet för teoretisk fysik vid Technische Universität Braunschweig och Tokyos universitet, i samarbete med forskare från totalt tio länder har visat ett fundamentalt nytt fenomen. Med hjälp av högprecisionsdata från magnetfält och partiklar insamlat genom från NASAs ParkerSolar Probe-uppdrag  visade för första gången att de turbulenta magnetfälten över solen uppvisar en tydlig omkastning av magnetfältets rotation över en viss våglängd och till och med att omkastningen växer och skiftar mot längre våglängder i radiell riktning bort från solen. Omkastningen sammanfaller med övergången från storskalig, vätskeliknande dynamik till småskalig, partikelliknande dynamik.

På större längdskalor beter sig rymdplasma som en vätska och turbulens utvecklas genom excitation av virvlar och elektromagnetiska vågor. Fluktuationerna blir slumpmässiga och turbulenta. Magnetfältets rotation är däremot inte slumpmässig. Fälten roterar helst moturs när de ses radiellt bort från solen. Rotationen ser dock annorlunda ut på mindre längdskalor. Fälten roterar medurs när man ser på den turbulenta plasmat på mindre längdskalor. Denna skala råkar ligga på övergångsskalan från flödesliknande beteende i plasma till partikelliknande beteende.

"Vi ser en tydlig struktur i spektrumet även om turbulensen representerar ostrukturerade rörelser," beskriver Dr. Masatomi Iizawa (TU Braunschweig), artikelns försteförfattare (se nedan).

Dr. Yokoi (Tokyos universitet) betonar "Resultaten är av stor betydelse för både plasmafysik och astrofysik."

En struktur bildas när rymdplasmat blir turbulent och den viktigaste insikten ligger i övergången från strömningsdynamik till partikeldynamik. Plasmaturbulens spelar en viktig roll inom astrofysiken såsom i jordens magnetosfär, solvinden, solutbrottet, interplanetärt rum och ackretionsskivor. 

Turbulens i rymdplasma kan påverka chockvågor och magnetiska moln i interplanetärt rum som produceras av solutbrott och är en mycket viktig faktor för att förutsäga geomagnetiska stormar (de stormar som i första hand vid solcykelns maxium i sina 11 åriga cykler kan ge så starka effekter att all el och elektronik på jorden slås ut. Senast det var stort elände var 1859 då telegrafen slogs ut).

För mer information se nedan artikel av Masatomi Iizawa, Yasuhito Narita, Tommaso Alberti, Stuart D. Bale, Axel Brandenburg, Abraham C.-L. Chian, Horia Comis, Shuichi Matsukiyo, and Nobumitsu Yokoi. 2026. Nonlocal Evolution of Magnetic Helicity across the Magnetohydrodynamic–Kinetic Interface. i The Astrophysical Journal Letters.  

ESA upptäckte en sedan tidigare okänd komet som fått namnet C/2026 S1

 

Bild ESA (European space agency) I denna bildsekvens rör den sig mot bakgrundsstjärnor och galaxer i tre av Euclids VIS-kameraexponeringar som fångades under Euclid Deep Field North-undersökningen.

Bilderna togs kl. 00:41:07, 00:58:53 och 01:16:39 UTC den 17 september 2026. Varje bild är en exponering på 560,52 sekunder, så kometen ser ut som ett streck eftersom den rör sig över himlen under den långa exponeringen. En suddig atmosfär ses runt objektet.

En svartvit teleskopvy av djup rymd visar en svagt lysande komet, märkt "C/2026 S1 (Euclid)", som rör sig långsamt mot en bakgrund av stjärnor. En pil pekar mot kometens ljusa centrala kärna och korta svans. En tidsstämpel uppdateras i takt med att animationen fortskrider och markerar kometens rörelse över tid. Orienteringsmarkörer  ger himmelska riktningar och avstånd.

Europeiska rymdorganisationens Euclid-teleskop har därmed upptäckt sin första  komet: C/2026 S1 (Euclid).

Upptäckten av en kollision 63 ljusår bort från Jorden.

 

Bild https://news.arizona.edu  Konstnärs illustration av Beta Pictoris-skivan  sedd från sidan sett från jorden. Här avbildas den virvlande gasen och dammet i orange färg. En sekundär skiva, som tidigare upptäckts, framträder som en vitaktig detalj under huvudskivans plan. Till höger syns "Cat's Tail"-funktionen och sträcker sig långt ut i rymden. NASA, ESA, CSA, STScI, Ralf Crawford (STScI)

Sextiotre ljusår från jorden, i den lilla, svaga stjärnbilden känd som Pictor (målaren), finns en märklig struktur som har förbryllat astronomer de senaste två åren. Kallad "Cat’s Tail" denna mörka formation sträcker sig över ett avgrundsdjup av rymden som är ungefär tusen gånger större än det genomsnittliga avståndet mellan jorden och solen.

Cat’s Tail upptäcktes i en så kallad skräpskiva känd som Beta Pictoris i ett annat solsystem inte helt olikt vårt men mycket yngre, bildat för bara några miljoner år sedan. Nu har astronomer för första gången fångat tidigare osedda detaljer av Cat's Tail i synligt ljus med hjälp av Hubbleteleskopet.

Kombinationen av nya och tidigare avbildningar som sträcker sig över 14 år tillbaka ger nya insikter om skivans läge och natur samt ytterligare bevis för dess sannolikt våldsamma ursprung. "Cat’s Tail tros vara efterdyningarna av en kollision mellan två stora objekt något i stil med två Pluto," beskriver planetforskaren Arin Avsar vid University of Arizona en doktorand som arbetar med Daniel Apais och Kevin Wagners forskargrupp vid U of A:s Lunar and Planetary Laboratory and Steward Observatory. "Underligt nog hade denna formation tidigare bara setts med James Webb Space Telescope, som detekterar i infrarött ljus, men förblev osynlig vid kortare våglängder vilket nu förbryllar då Hubbleteleskopet ser fenomenet i synligt ljus..

Vår sol med sina planeter prydligt organiserade i en uppsättning inbäddade banor runt solen och kvarvarande rymdstenar som är förpassade till  asteroidbälten, ser vi få spår i solsystemet idag av dess kaotiska och våldsamma tillblivelse  för 4,6 miljarder år sedan. Tiden då en skiva av gas och damm  virvlade runt vår då unga sol, innehållande gas, sten och damm som krossar varandra i våldsamma sammanslagningar och sprängs  i bitar, medan bara några få klarar dessa våldsamma händelser och istället samlade på sig mer massa och växte över tid till planeter.

För att samla ledtrådar om hur vårt unga solsystemet skulle ha sett ut, vänder sig astronomer därför till andra stjärnsystem som Beta Pictoris, med sin skiva som tros befinna sig i de sista stadierna av planetbildning.

"Vi tror att Cat's Tail har undgått våra observationer i synligt ljus hittills på grund av vad den besrår av," förklarade Avsar. "Det består nästan helt av vi organiskt eldfast material, som är starkt kolbaserat. Dessa långa kedjor av kolatomer absorberar synligt ljus, så de är ganska svarta."

Men numera möjligt att se även med Hubbleteleskopets optiska teleskop så något måste ha skett nyligen då enbart Webbteleskopet tidigare kunde se fenomenet i infrarött sken i sitt teleskop som enbart söker i det infraröda spektret..

Under ledning av planetforskaren Arin Avsar vid University of Arizona rapporterar teamet sina fynd i en artikel publicerad i The Astrophysical Journal Letters 

Kan gravitationsfält brytas och återkopplas?

 

Bild https://news.columbia.edu  Mer än ett sekel efter att Einstein först utvecklade ekvationerna som beskriver gravitation hittar fysiker fortfarande fler sätt att tolka dem.

Luca Comisso, biträdande forskare vid Columbia Universitys institutioner för astronomi och fysik samt Columbia Astrophysics Laboratory, och Felipe A. Asenjo från Universidad Adolfo Ibáñez i Chile har nyligen funnit ett nytt sätt att se på Einsteins ekvationer som avslöjar en slående analogi med "magnetisk rekonnektion"(magnetisk omkoppling) i plasman, något som uppstår när magnetfältlinjer bryts och återkopplas och som driver explosiva fenomen som solutbrott.

Deras arbete visar att något liknande kan hända med gravitationen: Under rätt förhållanden kan gravitationsfältstrukturer brytas och återansluta. En process forskarna kallar "gravitationell återkoppling." När detta sker rör sig energin ut ur gravitationsfältet och in i materia.

Upptäckten kan hjälpa fysiker att bättre förstå några av universums mest extrema händelser och även kollisioner mellan svarta hål. I dessa miljöer är gravitationen så kraftfull att rumtiden blir förvrängd vilket gör dess beteende oerhört svårt att beräkna. Forskarnas nya metod erbjuder ett sätt att identifiera grundläggande regler som styr hur gravitationsfält beter sig vilket potentiellt kan avslöja insikter som konventionella datorsimuleringar ensamma inte kan ge.

För att förstå hur gravitationell återkoppling fungerar hjälper det att börja med ett mer bekant fenomen: magnetisk omkoppling. De flesta har sett en bild av magnetfältlinjer i form av järnfilspån runt en stavmagnet eller slingorna som kastas ut från solens yta. I ett plasma dras dessa linjer runt, sträcks ut och ibland vrids.

"Magnetisk omkoppling är när dessa fältlinjer, i någon specifik konfiguration, bryts och åter fästs i en annan konfiguration," beskriver Comisso. "När de bryts och återförenas släpper de från sig energi." Detta är processen bakom solutbrott och en av de viktigaste mekanismerna för energifrigörelse inom hela astrofysiken. "Den tar energi från magnetfältet och ger den till partiklarna i plasman, vilket skapar explosioner."

Gravitation, ken enligt forskarnagöra något liknande. Men geometrin är annorlunda eftersom Einsteins rumtid har fyra dimensioner istället för tre (längd, bredd och höjd) som enbart beskriver rummet (den fjärde är tiden).

"Eftersom rumtiden är fyrdimensionell snarare än tredimensionell, involverar gravitation något som kan ses som fält snarare än fältlinjer," förklarar Comisso. "Att lägga till en dimension till en linje ger dig ett plan. Du kan tänka på det som att sätta ihop många rader för att bilda ett 'blad.'" Så istället för magnetfältlinjer som sträcks ut, återkopplas och frigör energi, tar gravitationsfältet formen av ett ark som rör sig, omkopplar och frigör energi. Dessa ark är matematiska strukturer snarare än fysiska objekt, men deras omkoppling beskriver en process genom vilken energi kan överföras från gravitationsfält till materia.

Upptäckten kom från ett okonventionellt sätt att se på Einsteins ekvationer och byggere på tidigare forskning om de grundläggande reglerna som styr hur rumtiden utvecklas.

Comisso och Asenjos artikel om forskningen, "Reconnection of Gravitational Fields", som publicerades nyligen i Physical Review D en vetenskaplig tidskrift utgiven av American Physical Society, vilken i sin tur bygger vidare på en tidigare artikel publicerad i Physical ReviewLetters tillsammans med Maricarmen A. Winkler. Den forskningen identifierade en uppsättning tidigare okända regler som begränsar hur rumtiden tillåts böjas, sträckas ut och utvecklas.

För tillfället är gravitationell rekonnektion (omkoppling) en teoretisk upptäckt. Nästa utmaning är att undersöka hur processen kan utvecklas i specifika astrofysiska sammanfogade miljöer, såsom sammansmältande svarta hål och om den ger mätbara effekter. Comisso hoppas att metoden så småningom kommer att hjälpa forskare att förutsäga hur mycket energi sådana händelser frigör och vilka signaturer de kan lämna i gravitationsvågor.

Forskningen stöddes av National Science Foundation och NASA.

Kan man tänka sig att gravitationsvågor vilka är svåra att mäta och finna överhuvudtaget kan ändra riktning av något skäl? Om så skulle all form av gravitationseffekt bli dess motsatts (tyngdkraften) och allt skulle bli kaos och vi och hela jorden med allt den innehåller försvinna som grus och kanske sedan upplösas totalt atomer splittras i positron neutron och så vidare  mm.

Ignorerad partikel skulle kunna lösa mysteriet om varför vi existerar

Bild https://picryl.com/

Forskare har utarbetat en ny teori om kosmos tillblivelse och i den föreslås att det tidiga universum formades av en uråldrig partikel som har förbisetts i sammanhanget i årtionden.

Studien tar sig an ett av de största gåtorna inom modern fysik. Gåtan hur materia segrade över antimateria efter Big Bang. Vi ska komma ihåg att vi och universum lika väl kunde bestått av antimateria. Det skulle inte haft någon betydelse för livet eller materians tillblivelse då människan likväl exempelvis skulle kunnat byggts upp av antimateria om allt annat som finns även bestod av detta. 

Men enligt nuvarande teorier borde båda ha utplånat varandra efter den kolossala explosionen kallad BigBang och lämnat kvar ett tomt universum av energi.

Men fysiker vid University of Southampton och Indian Institute of Technology Kanpur beskriver att de hittade en ledtråd i en neutrino, en av universums lättaste partiklar (förväxla inte neutrino med neutron som atomer byggs upp av) . 

Teamet upptäckte att en ofta ignorerad släkting till dessa partiklar, känd som en 'avkopplad' tung neutrino kunde ha hjälpt materia att dominera över antimateria.

Författare Dr Rishav Roshan från Southampton beskriver: "Denna avkopplade tunga neutrino har länge avfärdats som en irrelevant bakgrundsdetalj inom partikelfysiken.

"Men den klingade av otroligt långsamt. När kosmos svalnade efter Big Bang bestod partikeln tillräckligt länge för att tillfälligt ta över universums energitäthet och utlösa en materiedominerad period."

De flesta teorier om varför materia vann över antimateria ignorerade denna tunga partikel eftersom experter ansåg den för svag för att påverka andra, tillägger Dr Roshan.

Dock fann forskarna i Southampton och Kanpur att den bortglömda partikeln kunde påverka partikel–antipartikel-asymmetrin vilken är avgörande för vår existens.

"Det faktum att vi överhuvudtaget finns bevisar att en asymmetri mellan materia och antimateria har uppstått" tillägger Dr Roshan.

"Den frikopplade neutrinon försköt temperaturen i det tidiga universum där fundamentala partiklar som elektroner och andra leptoner  interagerade med sina antipartiklar med hjälp av  standardmodellen av Higgs boson.  Den temperatur som finns här fungerar som en strömbrytare som formar hur materia-antimateria-obalansen byggdes upp."

Artikeln (se nedan )medförfattare Dr Sudipta Show från Kanpur beskriver att resultaten förändrar vår förståelse av hur det tidiga universum kunde expandera så snabbt efter Big Bang.

Show tillägger: "Det ger oss en ny förklaring till hur materien vann över antimaterian.

"Den dramatiska förändringen i kosmos tidiga expansioner lämnar tydliga men märkbara avtryck av förändringar, till exempel på uråldriga gravitationsvågor. Dessa gravitationsvågssignaturer öppnar nya vägar för oss att nysta upp utvecklingen av det tidiga universum efter Big Bang."

Läs hela studien på Physical Review Letters här.  https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/nfkx-q6z7

Nya kvantmaterial kan öka möjligheten att finna vad mörk materia är.

 

Bild wikipedia Galaxhopen MACS J0025.4-1222. Det rosa visar den vanliga materiens fördelning, det blå det vi kallar mörk materia.

Fysiker har sökt efter och söker ännu efter mörk materia sedan många år, Knut Lundmark var astronom vid Lunds universitet var den som första gången använde begreppet mörk materia då han sökte en förklaring till vad som drev universums expansion. Året var 1930.  Ungefär 85 % av all materia i universum anses bestå av mörk materia. Även om dess gravitationella påverkan formar galaxer och kosmos storskaliga struktur har mörk materia aldrig setts bara effekter av det vi kallar mörk materia. 

Till skillnad från vanlig materia avger, absorberar eller reflekterar mörk materia inte ljus vilket gör den i praktiken osynlig. Forskare kan bara söka efter den genom att leta efter de små mängder energi som avsätts när mörk materia-partiklar interagerar med vanliga material. Att upptäcka mörk materia i dessa samspelar med vanlig materia är särskilt utmanande eftersom dessa interaktioner är extremt svaga och kräver material som kan känna av mikroskopiska energiöverföringar.

Forskarteamet från bland annat Hebrew University of Jerusalem (HU) identifierade tre lovande kandidater för detta, titandiselenid (TiSe₂), strontiumruthenat (Sr₂RuO₄) och Hole-doped diamond vars kvantegenskaper naturligt förstärker dessa små signaler. Varje material hyser lågenergikollektiva elektroniska excitationer som kallas plasmoner vilket gör att de kan reagera mycket starkare på de små energiavlagringar som förväntas från synliga mörka materiepartiklar än konventionellt detektormaterial.

Med avancerade kvantmekaniska simuleringar av förstaprinciper beräknade forskarna hur varje material skulle reagera på potentiella interaktioner med mörk materia. Deras resultat visar att detektorer byggda av dessa material kan undersöka tidigare otillgängliga områden av mörk materia  parameterutrymme och därmed prestera bättre än dagens ledande material över ett brett spektrum av partikelmassor. Särskilt detektorer baserade på titandiselenid kan förbättra känsligheten med så mycket som två till tre storleksordningar jämfört med nuvarande referensmaterial.

Studien avslöjar också en annan kraftfull fördel, att två av de föreslagna materialen uppvisar riktad känslighet. Istället för att svara identiskt på partiklar som anländer från alla håll beror deras signaler på orienteringen av de inkommande mörka materiepartiklarna i förhållande till kristallstrukturen. När jorden roterar skulle detta skapa en förutsägbar daglig modulering av detektorsignalen vilket ger forskare ett kraftfullt sätt att skilja äkta mörk materia-händelser från bakgrundsbrus.

Utöver deras exceptionella känslighet är materialen också praktiska kandidater till framtida experiment. Forskarna noterar att alla tre kan syntetiseras med befintliga tekniker där titandiselenid är särskilt väl lämpad för skalbar produktion. I kombination med befintliga detektorteknologier med låg tröskel skulle dessa material kunna utgöra grunden för en ny generation av experiment med mörk materia.

"Mörk materia är och förblir en av fysikens största mysterier och att upptäcka dess natur kräver att vi omprövar inte bara vad de partiklar vi söker är utan också omprövar de material vi använder för att leta efter det," beskriver forskarna. "Genom att identifiera kvantmaterial som naturligt förstärker de små signaler som förväntas från synlig (synligt i så motto att man kan se effekten av den och kanske även ljuset optiskt)  mörk materia har vi upptäckt en lovande ny väg mot experiment som är betydligt känsligare än de som finns idag."

Forskarna anser att deras resultat sträcker sig bortom de tre material som nämns i denna studie. Många kvantmaterial hyser outforskade lågenergikollektiva excitationer som kan visa sig lika kraftfulla för framtida sökningar efter mörk materia och öppna en ny tvärvetenskaplig gräns i skärningspunkten mellan partikelfysik, kvantmateria och detektorteknologi.

Forskningen utfördes av professor Yonit Hochberg och Rotem Ovadia från Hebreiska universitetet i Jerusalem (HU), Dr. Dino Novko från Institutet för fysik i Kroatien och professor Antonio Politano från universitetet i L'Aquila. Arbetet samlade expertis inom partikelfysik, kondenserad materiefysik och materialvetenskap för att ta itu med en av de största obesvarade frågorna inom modern vetenskap. Frågan vad är mörk materia.

Studien, som publicerades i Physical Review Letters, identifierar material vars unika elektroniska egenskaper potentiellt kan överträffa befintliga detektordesigner med flera storleksordningar i sökandet efter den mörka materian. 

Kan det vara så att mörk materia är ett slags kvantmateria? Det är mer rimligt än att leta efter något okänt som inte verkar finnas men likväl ger effekter. Likväl som jag tror mörk energi kan vara ett slags gravitationseffekt vi ännu ej förstår.

Bortom Pluto har Vera Rubin teleskopet upptäckt ett objekt.

 

Bild wikipedia En konstnärs version av Kuiperbältet och Oorts kometmoln.  Här finns säkert många objekt av överraskande slag att upptäcka. 70 000 så kallade transneptuner (TNO) (objekt bortom Neptunus bana) med en diameter större än 100 kilometer beräknas finnsa i detta bälte, mestadels bestående det av mindre asteroider.

Nyligen  tillkännagav MPC (The Minor Planet Center) upptäckten i ett Minor Planet Electronic Circular. Mario Jurić vid fakultet vid University of Washington och Rubin Solar System Lead Scientist, samt Holman nya resultaten vid en presskonferens vid det 58:e årliga mötet för Division for Planetary Sciences (DPS) i Spokane, Washington. 

Presentationen handlade om objektet ED138 som hittats i ett område på himlen nära Vintergatans plan ett område fyllt av miljontals stjärnor. För de flesta teleskop har ED138 gått förlorad bland de otaliga bakgrundskällorna vilket troligen är anledningen till att det inte upptäckts förrän nu. Rubin-observatoriets regelbundna och kontinuerliga övervakning av hela södra halvklotets himmel, kombinerat med kraftfulla algoritmer som sållar igenom miljarder ljuspunkter för att identifiera de som motsvarar små rörliga objekt gjorde det möjligt för teamet att upptäcka ED138.

I de yttre delarna av vårt solsystem, bortom Plutos omloppsbana, gjordes upptäckten av NSF–DOE Vera C. Rubin-observatoriet och det fick beteckningen 2026 ED138. Det är ett stort, ljust transneptuniskt objekt som forskare har identifierat som troligast en  dvärgplanet. Om det bekräftas skulle ED138 vara bland de största dvärgplaneterna som upptäckts i denna region av solsystemet.

ED138 ansluter sig till det snabbt växande urvalet av solsystemobjekt som upptäckts av Rubin sedan det började samla in data  LSST (NSF–DOE. Vera . Rubin Observatory, kom i drift i juni 2026. I april, innan LSST formellt påbörjades, skickade Rubin Solar System-teamet observationer av över 11 000 nya asteroider till IAU Minor Planet Center (MPC), vilket inkluderade ungefär 380 nya TNO:er. Vid den tiden kallade teamet detta för "toppen av isberget" och uttryckte sin entusiasm över de upptäckter som skulle komma när LSST började. Med upptäckten av ED138 börjar dessa förhoppningar gå i uppfyllelse.

"Om ED138 bekräftas som en dvärgplanet, skulle ED138 ansluta sig till en mycket liten familj av världar," beskriver Holman. "Rubin kommer att fotografera hela den södra himlen om och om igen i tio år, så alla andra eventuella dvärgplaneter som gömmer sig på de platser som tidigare kartläggningar hoppade över är nu inom räckhåll."

Nu när Rubin har identifierat ED138 kan forskare runt om i världen organisera uppföljande observationer för att avslöja mer information om dess natur. Bilder av ED138 görs tillgängliga för Rubin-datarättighetsinnehavare på Rubin Science Platform, en online, webbaserad miljö där forskare kan få tillgång till, utforska och bearbeta de enorma mängder data som produceras av LSST. Allmänheten kan också interagera med denna upptäckt i Orbitviewer, en interaktiv webbaserad app som erbjuder ett intuitivt sätt att utforska strukturen i vår kosmiska bakgård i tre dimensioner i realtid.