Då ett starkt ljus uppkommer vid tre galaxers sammanslagning

 

Bild https://public.nrao.edu/ Konstnärs tolkning av en sällsynt trio av sammanslagna galaxer, J121/1219+1035, som hyser tre aktivt närande i radiovågor synliga supermassiva svarta hål och vars jetstrålar lyser upp den omgivande gasen. Källa: NSF/AUI/NSF NRAO/P. Vosteen

Astronomer från U.S. Naval Research Laboratory (NRL), i samarbete med forskare vid U.S. Naval Observatory (USNO) och NASA Goddard Space Flight Center (NASA GSFC) har med hjälp av instrument från US National Science Foundation National Radio Astronomy Observatory (NSF NRAO) bekräftat det första kända trippelsystemet av galaxer vilka aktivt matar sina supermassiva svarta hål vilket upptäcktes i radiovågor. (National Radio Astronomy Observatory är en anläggning tillhörande U.S. National Science Foundation, som drivs enligt samarbetsavtal mellan Associated Universities, Inc.)

Systemet är katalogiserat som J1218/1219+1035 och finns cirka 1,2 miljarder ljusår från jorden. Högupplösta observationer från U.S. National Science Foundation Very Large Array (NSF VLA) och U.S. National Science Foundation Very Long Baseline Array (NSF VLBA) avslöjar kompakta, synkrotronutkastande i radiostrålning från de svarta hålen i varje galax vilket bekräftar att alla tre är värdar för aktiva centrum (AGN) som drivs av växande svarta hål. Detta gör J1218/1219+1035 till det första bekräftade "trippelradio-AGN" och  det tredje kända trippel-AGN-systemet i vårt närliggande universum.

Genom att fånga tre aktivt matande svarta hål i samma sammanslagna grupp av galaxer erbjuder de nya observationerna ett utmärkt laboratorium för att testa hur galaxmöten driver gas in i galaxers centrum och ger tillväxt av svarta hål.

J1218/1219+1035 sågs ursprungligen som ett ovanligt system vid upptäckten i mellaninfraröda data från NASAs Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) vilket antydde minst två dolda AGN som lurade i ett interagerande galaxpar. Uppföljande optisk spektroskopi bekräftade en AGN i en kärna och avslöjade en "komposit" signatur i en annan, men lämnade den tredje galaxens verkliga natur oklar eftersom dess emission också kunde uppstått ur  ex stjärnbildning. Först med nya, ultraskarpa radiobilder från NSF VLA  vid frekvenserna 3, 10 och 15 GHz upptäckte astronomer kompakta radiokärnor som var exakt justerade med tre optiska galaxer, vilket visade att varje galax hyser en AGN som är ljusstark i radioemission och sannolikt ger ifrån sig  jetstrålar eller utflöden.

"Trippel-aktiva galaxer som denna är sällsynta och att fånga en sådan i en aktiv sammanslagning ger oss en plats på första parkett till hur massiva galaxer och deras svarta hål växer tillsamman," beskriver Dr. Emma Schwartzman studieledare vid U.S. Naval Research Laboratory. "Genom att observera de tre svarta hålen i detta system  i radiovågsbältet ses hur de aktivt skjuter ut jetstrålar genom denna upptäckt  har vi flyttat trippel radio-AGN från teori till verklighet och öppnat ett nytt fönster in i livscykeln för supermassiva svarta hål."

Med endast två andra kända  och bekräftade trippel-AGN-system är det avgörande att utöka urvalet av sådana objekt för att förstå hur ofta svarta hål interagerar och så småningom slås samman. Upptäckten av J1218/1219+1035 understryker kraften i att kombinera mellaninfraröd selektion med känslig, högupplöst radioavbildning för att avslöja komplexa AGN-system som kan vara dolda eller tvetydiga vid optiska och röntgenvåglängder. Forskarna föreslår att framtida undersökningar och riktad uppföljning med anläggningar som NSF VLA och NSF VLBA kommer att vara avgörande för att avslöja fler trippel AGN och spåra hur svarta hål-trippel formar galaxers tillväxt över tid.

Hubble-teleskop har fotograferat den största protoplanetära skiva som någonsin observerats kretsa runt en ung stjärna.

 

Bild https://science.nasa.gov/  NASA, ESA, STScI, Kristina Monsch (CfA); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI) från Hubbleteleskopet visar den största planetbildande skivan som någonsin observerats runt en ung stjärna. Den sträcker sig nästan 643,7 miljarder km  vilket är som 40 gånger större än diametern på vårt solsystem.

Hubble-teleskopet har fotograferat den största protoplanetära skiva som någonsin observerats kretsa kring en ung stjärna. För första gången taget  i synligt ljus har Hubble avslöjat att skivan är oväntat kaotisk och turbulent, med material som sträcker sig mycket längre ovanför och under skivan än astronomer sett i något liknande system. Konstigt nog är dessa utsträckta filament av materia bara synliga på ena sidan av skivan. Resultaten av fyndet publicerades nyligen i  The Astrophysical Journal och markerar en ny milstolpe för Hubble och belyser hur planeter kan bildas i extrema miljöer.

IRAS 23077+6707, med smeknamnet "Draculas Chivito", ligger ungefär 1 000 ljusår från jorden och sträcker sig nästan 40 gånger mer än diametern av vårt solsystem som sträcker sig till ytterkanten av Kuiperbältet av kometkroppar. https://sv.wikipedia.org/wiki/Kuiperb%C3%A4ltet

 Skivan döljer den unga stjärnan.  Forskarna tror stjärnan kan vara antingen en het, massiv stjärna eller att här finns ett par stjärnor. Och den enorma skivan är inte bara den största kända planetbildande skivan. Den verkar också som en av de mest ovanliga som hittats.

"Den detaljnivå vi ser är sällsynt i protoplanetär skivavbildning och dessa nya Hubble-bilder visar att planetbarnkammare kan vara mycket mer aktiva och kaotiska än vi förväntar oss," beskriver huvudförfattaren till studien Kristina Monsch vid Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA).

Både Hubble och NASAs James Webb Space Telescope har skymtat liknande strukturer i andra skivor, men IRAS 23077+6707 ger oss ett exceptionellt perspektiv vilket gör att vi kan följa dess understrukturer i synligt ljus med en aldrig tidigare skådad detaljnivå. Detta gör systemet till ett unikt laboratorium för att studera planetbildning och miljöerna där sådant sker."

Kanten på skivan liknar en hamburgare med en mörk central fil flankerad av glödande topp- och bottenlager av damm och gas. Den imponerande höjden på dessa formationer var inte det enda som fångade forskarnas uppmärksamhet. Bilderna visade att det vertikalt imponerande filamentliknande draget bara finns på ena sidan av skivan medan det på andra sidan verkar finnas en skarp kant och inga synliga filament. Denna egendomliga sneda struktur antyder att dynamiska processer, som det senaste infallet av damm och gas eller interaktioner med omgivningen, format skivan. Kan det finns två stjärnor inne i skivan som stör och även är anledningen till storlek och form på skivan?

"Vi blev chockade över hur asymmetrisk denna skiva är," beskriver medforskaren Joshua Bennett Lovell,  astronom vid CfA. "Hubble har gett oss en plats på första parkett till de kaotiska processer som formar skivor där det  byggs  nya planeter  processer som vi ännu inte helt förstår men som vi nu kan studera på ett helt nytt sätt."

NASAs PExT (Polylingual Experimental Terminal) gör en första demonstration av bättre rymdkommunikation

 

Bild https://www.nasa.gov/ En konstnärs avbildning av den polylinguala (något som kan uttrycka sig på flera språk) experimentella terminalen (PExT)-nyttolasten som opererar i låg omloppsbana runt jorden. PExT är NASAs första flygdemonstration av en bredbandsterminal med flerspråkighet designad för att operera över både statliga och kommersiella satellitnätverk. NASA/DaveRyan

Efter uppskjutningen den 23 juli 2025 etablerade York Space Systems sin första kontakt med sin Bard-satellit, värdfarkosten för PExT och påbörjade bussdriftsättningen enligt schema. Under de följande fyra veckorna verifierade teamet satellitens förmåga att skicka kommandon och ta emot data. Det bekräftade att viktiga system, såsom flygdatorer och navigationskontroller fungerar som förväntat. Driftsättningen av Bard-satelliten är klar och idriftsättningen av PExT-nyttolasten kom att fortsätta fram till september.

Som en teknikdemonstration syftar PExT till att visar kraften hos bredbandsterminaler, en framväxande teknik som använder mjukvarudefinierade radioapparater för att dynamiskt växla mellan frekvenser samtidigt med att data överförs i rymden. PExT  är utvecklad av NASAs SCaN (Space Communications and Navigation) Program och Johns Hopkins Applied Physics Laboratory och blev klar för PExT-nyttolast från koncept till design till uppskjutning inom budgettiden på drygt två och ett halvt år. Bredbandsterminaler ska kunna möjliggöra att framtida uppdrag kan kommunicera utan avbrott och noder över flera nätverk, en stor fördel då NASA fortsätter att kommersialisera rymdkommunikationstjänster.

Tidigare förlitade sig myndighetens uppdrag på NASAsTDRS (Tracking and Data Relay Satellite) system för att tillhandahålla kommunikationslänkar mellan marken och satelliterna i nära jordbana. Men i november 2024 meddelade myndigheten att framtida uppdrag kommer att förvärva sina närjordsrelätjänster från kommersiella leverantörer. Myndighetens befintliga infrastruktur var inte utformad för interoperabilitet mellan statliga och kommersiella nätverk, så NASA samarbetade då med industrin för att utveckla bredbandsteknologi för att möjliggöra interoperabilitet i framtiden.

Med den nya tekniken kan uppdrag för första gången "röra sig" utan mellankoppling mellan statliga och kommersiella nätverk, precis som mobiltelefoner hoppar mellan nätverk på jorden utan avbrott i tjänsten.

Under de inledande faserna av demonstrationen kommer PExT att försöka skicka data genom rymden samtidigt som det rör sig mellan NASAs Tracking and Data Relay Satellit-flotta, SES Space & Defense O3b mPOWER-nätverk och Boeings High Capacity-tjänster på Viasats Global Xpress-nätverk.

Clump-fed"-modellen verkar vara bekräftad i tid och rum

 

Bild https://english.cas.cn/ Vänster: Den S-formade strukturen i målområdet I19074, med grå ellipser som markerar täta kärnor och gröna symboler som indikerar protostjärnor. Skala och upplösningsindikatorer visas i övre högra och nedre högra hörnen. Höger: Fördelning av kärnavstånd inom den S-formade strukturen, där gröna ellipser representerar klumpar av stjärnbildning och blå prickar betecknar kärnor. (Bild av SHAO)

Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA-teleskopet i Chile) observerade forskarna ett S-format massivt stjärnbildningsområde i hög bildupplösning vilket avslöjade en fragmenteringsprocess driven av återkoppling av joniserade områden. Fyndet ger observationsstöd för "clump-fed"-modellen av massiv stjärnbildning och ger avgörande bevis för att förstå dynamiken kring stjärnbildning. Clump-fed"-modellen innebär att där stora, täta gasmoln eller "klumpar av stoff" i nya galaxer kollapsar och faller in mot galaxens centrum ges tillräckligt med bränsle för att supermassiva svarta hål (SMBH) ska kunna bildas under universums första miljard år. Istället för långsam gasackumulering ger dessa klumpar av stoff och gas en snabbare, mer effektiv tillväxt genom att "matas" av material som dras in mot det centrala svarta hålet via dynamisk friktion och andra mekanismer som gravitation.

Studien är publicerad i Astronomy & Astrophysics, och fokuserar på IRAS 19074+0752 (I19074), ett massivt stjärnbildande område observerat vid en våglängd på 1,3 millimeter med en rumslig upplösning på cirka 6 000 astronomiska enheter. ALMA-data visar en förlängd, S-formad tråd som sträcker sig över 2,8 parsec och liknar en dansande kinesisk drake. Detta filament består av ett segment i norr kallat (Fn) och ett segment i söder kallat (Fs).

Fn är nära förknippat med ett ljust infrarött HII-område, medan Fs befinner sig i en relativt lugn, infraröd-mörk miljö. Teamet föreslår att den S-formade morfologin sannolikt beror på kompression och böjning av ett ursprungligen linjärt filament av den expanderande HII-regionen vilket kastar nytt ljus över filamentbildning och dess interaktion med det interstellära mediet.

Forskarna avslöjade även ett hierarkiskt fragmenteringsmönster i 19074, som följde en sekvens av "filament till klump till kärna". Dock uppvisade Fn och Fs distinkta fragmenteringsmekanismer. Fn, är påverkad av HII-regionen och uppvisade ett "skalfragmenterings"-mönster och bildade tre klumpar med ungefär en parsec mellanrum, vilket stämmer överens med "samla in och kollaps"-modellen som drivs av joniserad gasexpansion. I kontrast visade Fs endast en klump i filamentets ände, vilket stämmer överens med mekanismen "änddominerad kollaps" där gravitationell instabilitet utlöser lokal sonderdelning.

När vår sol expanderar till en röd jätte berikas universum med nytt stjärnmaterial

 

Bild wikipedia Infraröd bild av stjärnan R Doradus ( HD 29712) en röd jättestjärna ca 180 ljusår bort i riktning mot den sydliga stjärnbilden Svärdfisken.

För att kunna förstå livets ursprung på jorden är det viktigt att förstå hur jättestjärnors vindar rör sig. I decennier har astronomer ansett att gasutsläpp från röda jättestjärnor (Stjärnors som vår sol som är i slutet av sin existens och expanderat)  berikar galaxen med kol, syre, kväve och andra grundämnen. Ämnen som är nödvändiga för livs bildning. Observationerna av R Doradus utmanar denna bild.

Röda jättestjärnor är solens äldre och svalare släktingar. När stjärnor som vår sol åldras förlorar de stora mängder material genom stjärnvindar, vilket berikar rymden mellan stjärnorna med råmaterial till nya planeter, stjärnor  och liv i framtiden. Trots deras betydelse har den fysiska mekanismen bakom dessa vindar varit (och är till viss del ännu) oklar.

Forskare vid Chalmers  har studerat den närliggande röda jättestjärnan R Doradus och gjort en oväntad upptäckt med stora konsekvenser för förståelsen av vad som pågår. De små stoftkorn som omger stjärnan är för små för att stjärnljuset ska kunna knuffa dem tillräckligt hårt för att de ska nå ut i den interstellära rymden.  Forskargruppen observerade R Doradus med instrumentet Sphere ingående i  ESO:s Very Large Telescope. De mätte upp ljus som reflekteras av stoftkorn i ett område runt stjärnan som  ungefär lika stort som vårt solsystem. Analys med hjälp av polariserat ljus i olika våglängder gav forskarna möjlighet att bestämma stoftkornens storlek och sammansättning. Resultatet visade sig stämma väl överens med vanligt slag av stjärnstoft ex silikater och aluminiumoxid.

Observationerna kombinerades därefter med avancerade datorsimuleringar av hur stjärnljus samverkar med stoft runt stjärnan.

– För första gången kunde vi utföra systematiska tester för att  avgöra om dessa stoftkorn kan få en tillräckligt stark stöt från stjärnans ljus, beskriver Thiébaut Schirmer, huvudförfattare till forskningsartikeln.

Resultatet blev att trycket från stjärnljuset räckte inte till utkast från stjärnan. De stoftkorn som omger R Doradus är vanligtvis endast en tiotusendels millimeter stora  vilket är för litet för att bara stjärnljus skulle räcka för att driva stjärnstoftet ut i rymden.

Resultaten pekar mot att andra, mer komplexa processer spelar en viktig roll för att detta ska ske. Forskargruppen har tidigare använt teleskopet Alma för att fånga bilder av enorma bubblor som stiger och sjunker på R Doradus yta vilket kan vara hur stjärnvind uppstår och stoff den vägen lämnar stjärnan.

Studien leddes av forskare vid Chalmers tekniska högskola och har publicerats i tidskriften Astronomy & Astrophysics. 

Teamet bestod av Thiébaut Schirmer, Theo Khouri, Wouter Vlemmings, Gunnar Nyman, Matthias Maercker, Ramlal Unnikrishnan, Behzad Bojnordi Arbab, Kirsten K. Knudsen och Susanne Aalto. Alla medförfattare är verksamma vid Chalmers tekniska högskola, förutom Gunnar Nyman som är verksam vid Göteborgs universitet.

Upptäckt av en exoplanet med mystisk sammansättning av atmosfär

 

Bild https://science.nasa.gov/ Konstnärs tolkning av hur exoplaneten  PSR J2322-2650b (vänster) kan se ut (planeten finns 750 ljusår bort i riktning mot stjärnbilden södra fisken) då den kretsar runt en snabbt roterande neutronstjärna kallad pulsar (till Höger). Gravitationskrafter från den mycket tyngre pulsaren drar ut planeten  till en underlig citronform. Illustration: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Detta objekt är känt för att kretsa runt en pulsar, en snabbt roterande neutronstjärna. En pulsar https://sv.wikipedia.org/wiki/Pulsar

 avger strålar av elektromagnetisk strålning med regelbundna intervaller, vanligtvis mellan millisekunder och sekunder. Dessa pulserande strålar kan bara ses när de pekar direkt mot jorden, ungefär som strålar från en fyr.

"Planeten kretsar kring en stjärna som har massa som vår sol, men med en storlek som en medelstor stad," beskriver Michael Zhang vid University of Chicago, huvudansvarig forskare i denna studie. "Objektet har en atmosfär som ingen någonsin har sett förut. Istället för att hitta de normala molekyler vi förväntar oss att se på en exoplanet ex vatten, metan och koldioxid sågs här molekylärt kol, specifikt C3 och C2.”

Molekylärt kol är mycket ovanligt eftersom kol vid dessa temperaturer, om det finns andra typer av atomer i atmosfären, binder till dem. (Temperaturerna på planeten varierar från 650 grader Celcius vid de kallaste punkterna på natten till 2000 grader Celsius under den varmaste tidpunkten på dagen.) Molekylärt kol är bara dominerande om syre eller kväve i en atmosfär. Av de cirka 150 planeter som astronomer har studerat inom och utanför solsystemet har inga andra något påvisbart molekylärt kol.

PSR J2322-2650b finns mycket nära sin stjärna endast 1,5 miljoner bort. Till skillnad från jordens avstånd från solen som är cirka 160 miljoner km. På grund av sin extremt snäva bana tar en runda runt sin stjärna endast  7,8 timmar. Gravitationskrafter drar ut planetens form till en bisarr citronform, Systemet är en sällsynt typ av dubbelsystem där en snabbt snurrande pulsar paras ihop med en liten, lågmassig stjärnkamrat. Tidigare strömmade material från följeslagaren in på pulsaren, vilket fick pulsaren att snurra snabbare över tid, vilket driver en stark vind (och  är anledning till dess form) . Den vinden och strålningen bombarderar och dunstar sedan bort materia från den mindre och mindre massiva följeslagaren. Pulsaren konsumerar långsamt sin olyckliga partner.

Men i det här fallet betraktas följeslagaren officiellt som en exoplanet, inte en stjärna. Internationella astronomiska unionen definierar en exoplanet som en himlakropp under 13 Jupitermassor som kretsar runt en stjärna, en brun dvärg eller en stjärnrest, såsom en pulsar.

Av de 6 000 kända exoplaneterna är detta den enda som påminner om en gasjätte (med massa, radie och temperatur liknande en het Jupiter) som kretsar runt en pulsar. Endast ett fåtal pulsarer är kända för att ha planeter.

Kollisioner mellan asteroider fångade av Hubbleteleskopet.

 

Denna sammansatta bild från Hubble-rymdteleskopet https://science.nasa.gov/ visar skräpringen och dammolnen cs1 och cs2 runt stjärnan Fomalhaut. Fomalhaut själv är maskerad för att de svagare dragen ska kunna ses på bilden. Dess plats markeras med den vita stjärnan. Bild: NASA, ESA, Paul Kalas (UC Berkeley); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

NASAs Hubble-rymdteleskop har avbildat katastrofala kollisioner i ett närliggande planetsystem runt stjärnan Fomalhaut.

"Det här är definitivt första gången jag någonsin sett en ljuspunkt dyka upp från ingenstans i ett exoplanet system," beskriver huvudforskaren Paul Kalas vid University of California, Berkeley. "Det har saknats i alla våra tidigare Hubble-bilder vilket betyder på att vi just bevittnat en våldsam kollision mellan två massiva objekt och ett enormt skräpmoln olikt allt i vårt eget solsystem idag bildades."

Fomalhaut finns 25 ljusår bort och är en av de ljusstarkaste stjärnorna på natthimlen. Den finns i stjärnbilden södra fisken. Stjärnan är mer massiv och ljusstarkare än vår  sol och omges av flera bälten bestående av dammigt bråte.

År 2008 använde forskare Hubbleteleskopet för att leta efter exoplaneter runt Fomalhaut, vilket gjorde solsystemet till det första stjärnsystemet med en möjlig planet som hittats i synligt ljus. Det objektet, kallat Fomalhaut b och verkar nu vara ett dammoln som som av misstag togs för en planet. Ett dammoln av kolliderande planetesimaler (asteroider eller objekt för planetbildning). När forskarna sökte efter Fomalhaut b i nyligen genomförda Hubble-observationer blev de förvånade över att hitta en andra ljuspunkt på en närliggande plats runt stjärnan. De kallar detta objekt "circumstellar source 2" eller "cs2" medan det första objektet nu är känt som "cs1."

Varför astronomer ser båda dessa skräpmoln som finns så fysiskt nära varandra som ett mysterium. Om kollisionerna mellan asteroider och planetesimaler är slumpmässiga, borde cs1 och cs2 dyka upp av en slump på orelaterade platser. Ändå är de placerade intressant nära varandra längs den inre delen av Fomalhauts yttre skräpskiva (men kan inte detta också ses som slumpen?).

Ett annat mysterium är varför forskare har bevittnat dessa två händelser på så kort tid. "Tidigare teori föreslog att det borde ske en kollision vart 100 000:e år, eller längre. Här skedde två på 20 år," förklarade Kalas. "Om du hade en film från de senaste 3 000 åren, och den var uppsnabbad så att varje år var en bråkdel av en sekund, föreställ dig hur många glimtar du skulle se under den tiden. Fomalhauts planetsystem skulle glittra av dessa kollisioner." (men jag undrar likväl att slumpen inte kan uteslutas)

Kollisioner är grundläggande för utvecklingen av planetsystem, men de är sällsynta och svåra att studera. Forskningens resultat publiceras i Science den 18 december 2025.