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. 

Månen Titan kanske inte har ett hav under sin yta utan slask där liv kan frodas.

 

Bild wikipedia Storleksjämförelse: Titan (nere till vänster) vår måne (över Titan) och jorden (till höger).

"Deformationens grad på Titan beror på Titans inre struktur. Ett djupt hav skulle tillåta skorpan att böja sig mer under Saturnus gravitationskraft och om Titan var helt frusen skulle den inte deformeras lika mycket som ses," beskriver Baptiste Journaux, a University of Washington assistant professor of Earth and space sciences. "Deformationen vi upptäckte under den initiala analysen av Cassini-uppdragets data kan vara kompatibel med ett globalt hav. Men det inte är hela sanningen." 

I den nya studien introducerar forskarna en ny nivå av subtilitet: timing. Titans formskiftande sker ungefär 15 timmar efter toppen av Saturnus gravitationskraft. Som en sked som rör honung krävs det mer energi för att flytta ett tjockt, trögflytande ämne än flytande vatten. Mätningen av fördröjningen visade forskarna hur mycket energi det krävs för att ändra Titans form vilket gjorde det möjligt för dem att dra slutsatser om viskositeten i det inre av månen. Mängden energi som gick förlorad eller försvann i Titan var mycket större än vad forskarna förväntade sig att se i ett havsscenario.

"Ingen förväntade sig mycket stark energiförlust inne i Titan. Det var det avgörande beviset på att Titans inre skiljer sig från vad som antytts i tidigare analyser," beskriver Flavio Petricca, a postdoctoral fellow at NASA’s Jet Propulsion Laboratory som var den som ledde studien. Modellen forskarna föreslår har istället  mer slask och betydligt mindre av flytande vatten. Slask är tillräckligt tjockt för att förklara fördröjningen av deformation men innehåller fortfarande vatten. Petricca kom fram till denna slutsats genom att mäta frekvensen av radiovågor från Cassini under dess Titan-förbiflygningarna under 2004 och Journaux hjälpte till att förankra resultaten med termodynamikens regler. Journaux studerar vatten och mineraler under extremt tryck för att bedöma potentialen för liv på andra planeter.

"Det vattentäckande lagret på Titan är tjockt och trycket är så enormt att vattnets fysik förändras. Vatten och is beter sig annorlunda här än havsvatten här på jorden," beskriver Journaux."Upptäckten av en issörja under isen på Titan har också spännande konsekvenser för sökandet efter liv bortom vårt solsystem," beskriver Ula Jones, a UW graduate student of Earth and space sciences. "Det utökar utbudet av miljöer vi kan betrakta som möjliga för livsformer."

Även om idén om ett hav på Titan gav nytt liv åt sökandet efter liv där tror forskarna att de nya fynden kan förbättra chanserna att hitta det. Analyser visar att sötvattenfickorna på Titan kan ha upp till 17 grader Celsius varmt vatten. Alla tillgängliga näringsämnen skulle vara mer koncentrerade i en liten mängd vatten, jämfört med ett öppet hav vilket skulle kunna underlätta tillväxten av enkla organismer.

Svarta hål är inte alltid intresserade av att dra in materia allt verkar bero på tid och rum.

 

Bilden https://www.almaobservatory.org är en bild i hög upplösning från  ALMA-teleskopet i Chile av molekylgas, spårad genom emission från kolmonoxidmolekylen i  fyra sammansmältande galaxer med dual AGN. Vi kan tydligt se stora koncentrerade reservoarer av molekylär gas. Källa: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ M. Johnstone et al. / CATA / J. Utreras

Svarta hål anses sluka allt som kommer i dess väg. Men astronomer som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA teleskopet i Chile) har upptäckt att även supermassiva svarta hål kan vara selektiva av vad de drar i sig vilket kan påverka deras tillväxt. Ett internationellt team av astronomer under ledning av Makoto A. Johnstone, doktorand vid University of Virginia, gjorde denna upptäckt.

De upptäckte att när två massiva, gasrika galaxer smälter samman, driver gravitationen enorma mängder kall molekylär gas mot galaxernas centrum och dess svarta hål (SMBH) finns. Dessa i tid korta turbulenta faser kan lysa upp det ena eller båda de svarta hålen vilket då gör dem till några av de mest energirika objekten i universum. Förvånande nog, hyser inte alla sammanslagna galaxer två aktivt matande svarta hål. Vissa visar bara ett, medan andra inget alls (kan det bero på att mängden tät gas döljer det svarta hålet alternativt att hålen ligger på linje från oss sett så enbart ett kan ses).

Observationerna avslöjade en tät, kaotisk hög av gasmoln runt många svarta hål (särskilt de mer massiva), vilket tyder på att sammanslagningar är mycket effektiva till att leverera bränsle för tillväxt av svarta hål. Ändå ökar inte den nuvarande ljusstyrkan hos de svarta hålen (vilket är ett mått på hur snabbt de växer) med mängden tillgänglig gas. Även med gott om gas i närheten småäter de flesta SMBH:er snarare än frossar vilket tyder på att tillväxten av svarta hål under sammanslagningar kan vara mycket ineffektiv, med inkonsekvent nedbrytning av gas på korta tidsskalor.

"Den ineffektiva tillväxten av det observerade supermassiva svarta hålet, även när täta reservoarer av molekylär gas finns tillgänglig, väcker frågor om de fysiska förhållanden som krävs för att utlösa tillväxtepisoder," beskriver Makoto. "Förutom att förekomma i extremt dammiga miljöer är AGN-aktiviteten sannolikt mycket variabel och episodisk vilket kan förklara varför det har varit så svårt att upptäcka två samtidigt aktiva svarta hål vid sammanslagningar."

Teamet jämförde system där båda var aktiva svart hål (dual AGN) med sammanslagningar där endast ett visade tydlig aktivitet (enkel AGN). I några av dessa enskilda AGN-fall verkade det svarta hålet inte dra till sig gas vilket kan vara för att det inte fanns mycket gas att observera (eller kan det vara för det andra svarta hålets gravitationseffekt var mycket starkare?). 

I andra fall observerades gasen men det svarta hålet vägrade fortfarande dra den till sig möjligen kan det bero  på att observationen hamnade mellan indragningar. "Dessa unika ALMA-observationer visar hur svarta hål aktivt matas under en stor galaxsammanslagning. En händelse som vi starkt misstänker är avgörande för att etablera den observerade kopplingen mellan tillväxt av svarta hål och galaxutveckling. Det är först nu, tack vare de unika och revolutionerande ALMA-möjligheterna som denna studie var möjlig," beskriver Ezequiel Treister, huvudansvarig forskare för detta forskningsprojekt och medförfattare till studien.

Resultaten av undersökningen finns i "Molecular Gas in Major Mergers Hosting Dual and Single AGNs at <10 kpc Nuclear Separations" av Makoto A. Johnstone m.fl. i Astrophysical Journal.