Här finns vattnet på månen

 

Bild https://www.colorado.edu  Kratrar nära månens sydpol som kunde ses av NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) tyder på att Haworth-kratern där ex kan vara en särskilt bra plats att leta efter is i. (Källa: NASA)

Hayne, Aharonson och medförfattare Norbert Schörghofer  till en studie i ämnet ville komma på en förklaring på Lunars upptäckt och för att göra det spolade de tillbaka månens historia i en datasimulering. Aharaonson var den som ledde arbetet som gästforskare vid CU Boulder 2025. Teamet använde temperaturdata från LRO:s Diviner-instrument och tillsammans med en serie datorsimuleringar för att uppskatta utvecklingen av kratrar på månens yta.  Hayne noterade att månen inte alltid varit i den riktning vi som den är idag. Istället har dess lutning i förhållande till jorden förändrats över tid. Som ett resultat har kratrar som ligger i skugga idag troligast inte alltid varit i skugga.

Med hjälp av datasimuleringarna tog forskarna fram en lista över månens kylfällor områden som  längst legat i mörker över tid.

Teamet upptäckte då något intressant: Månens äldsta och mörkaste kratrar är också där LAMP upptäckt  de största tecknen på is.

Teamets resultat kan nu ge astronauter ledtrådar om vart de ska leta efter vatten.  Haworth-kratern  som ligger nära sydpolen har till exempel sannolikt legat i skugga i mer än 3 miljarder år. Den är en toppkandidat för att ha lagrat mycket is, beskriver Hayne.

Hayne påtalar att forskarna behöver samla in mer detaljerade observationer av kratrar på månen som kan hysa is. Han utvecklar nu ett nytt instrument för just detta kallat Lunar Compact Infrared Imaging System (L-CIRiS), som NASA planerar att placera nära månens sydpol i slutet av 2027

"I slutändan kommer frågan om källan till månens vatten endast att lösas genom provanalys," beskriver han. "Vi måste åka till månen för att analysera proverna eller hitta sätt att ta dem tillbaka till jorden."

Forskarna, inklusive Paul Hayne, planetforskare vid Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) vid University of Colorado Boulder, publicerade sina resultat den 7 april i tidskriften Nature Astronomy

Nu har en del av det väte som fyllde universum direkt efter BigBang hittats.

 

Bild https://hetdex.org  En enorm gloria av vätgas som hittats med hjälp av  Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment (HETDEX)-data syns i bilder från James Webb Space Telescope (JWST). För 11,3 miljarder år sedan lyste detta system av det sammanlagda ljuset från många galaxer  där det ljusaste området representeras i rött. Med hjälp av data från HETDEX har astronomer ökat det kända antalet av dessa halos med mer än en faktor tio från ungefär 3 000 till över 33 000. Credit: Erin Mentuch Cooper (HETDEX), JWST-bild: NASA, ESA, CSA, STScI.

Astronomer som använde data från Hobby–Eberly Telescope Dark Energy Experiment (HETDEX) https://hetdex.org/ har upptäckt tiotusentals gigantiska vätgashalos, kallade "Lyman-alfa-nebulosor", som omger galaxer  10 till 12 miljarder ljusår bort. En epok i det tidiga universum då galaxer växte som snabbast. För att driva på denna tillväxt måste de ha behövt tillgång till enorma reservoarer av vätgas. Vätgas var och är en viktig byggsten till stjärnor. Men fram till helt nyligen hade astronomer bara funnit ett fåtal av dessa tidiga strukturer.

En ny studie publicerad i The Astrophysical Journal  beskrivs fler fynd av vätgashalos med en faktor tio: från ungefär 3 000 till över 33 000. Detta bekräftar misstankarna om att de inte är eller var sällsynta kuriositeter. Studien ökar också antalet kända storlekar, vilket ger ett mer representativt urval för astronomer att studera när de fortsätter att undersöka ursprunget och utvecklingen av de första galaxerna.

"Vi har analyserat samma fåtal objekt i ungefär 20 år," beskriver Erin Mentuch Cooper, HETDEX:s dataansvarige och huvudförfattare till studien. "HETDEX låter oss hitta många fler av dessa glorior och mäta dess form och storlek. Det har verkligen gjort det möjligt för oss att skapa en stor statistisk katalog."

Vätgas är ökänd för att vara svår att upptäcka eftersom den inte genererar ljus. Men om den är nära ett objekt som avger mycket energi  ex en galax eller en grupp galaxer fulla av UV-emitterande stjärnor  kan den energin få vätet att glöda. För att upptäcka detta behöver du ägna mycket tid med precisa instrument.

Medan tidigare astronomiska undersökningar har funnit några av dessa halos, kunde deras instrument bara upptäcka de ljusstarkaste. Och riktade observationer av tidiga galaxer är vanligtvis så inzoomade att de skär av alla utom de minsta halos. Som ett resultat har allt mellan de små och de stora objekten förblivit svårfångade.

Observationer från HETDEX börjar fylla i detta tomrum. Med hjälp av Hobby-Eberly-teleskopet vid McDonald-observatoriet kartläggs  över en miljon galaxer i en strävan att förstå mörk energi. "Vi har samlat in nästan en halv petabyte data inte bara om dessa galaxer utan även om områdena däremellan," beskriver Karl Gebhardt, HETDEX:s huvudforskare, ordförande för astronomiavdelningen vid University of Texas i Austin och medförfattare till artikeln. "Våra observationer täcker ett område på himlen som mäter över 2 000 fullmånar. Omfattningen är enorm och utan motstycke."

En nytt slag av stjärnor har hittats därute.

Om ungefär fem till åtta miljarder år förväntas vår sol utvecklas till en vit dvärgstjärna. Innebärande en extremt tät i jordens storlek stjärnrest som hargjort slut på sitt bränsle och som mist sitt yttre lager. Vår sol är en ensam stjärna men forskning under de senaste 15 åren visar att binära eller flerstjärniga system är mycket vanligare än ensamstjärnor. När en tät och kompakt rest, som en vit dvärg, är involverad i ett binärt system, rycker den ofta bort' material från sin följeslagarstjärna. Denna process, kallad "ackretion", (materia och gas som rykts bort) och avger vanligtvis röntgenstrålar. 

Nu bekräftar forskaren Ilaria Caiazzos  biträdande professor vid Institute of Science and Technology Austria (ISTA)  i Österrike  (tillsammans med sina gruppmedlemmar) upptäckten av en röntgensignal i inte bara ett utan två isolerade objekt som fått beteckningarna Gandalf och Moon-Sized. Dessa objekt är starkt magnetiska och snabbt roterande sammansmältningsrester eftersom de båda bildades som ett resultat av en våldsam kosmisk kollision. Genom att avge röntgenstrålar och i avsaknad av en följeslagare bildar de nu en ny klass för sig själva. Forskarteamet föreslår flera scenarier för att förklara sina fynd särskilt då källan till röntgenstrålarna.

I det första scenariot skulle en starkt magnetiserad stjärna kunna rotera tillräckligt snabbt för att ge en kraftfull kraft som extraherar (kastar ut eget material) material från sig själv. Det här är mitt favoritscenario eftersom det bara tar hänsyn till den vita dvärgstjärnan själv snarare än material som kommer utifrån stjärnresterna," beskriver Aayush Desai, doktorand i Caiazzo-gruppen. Enligt teamet är detta så kallade utflödesscenario känt från starkt magnetiserade neutronstjärnor kallade "pulsarer", även om det aldrig har tänkts ske  i en vit dvärgstjärna-rest.

I deras andra scenario  utgås från ett "inflöde" av material från överblivet av material och gas från sammanslagningshändelsen kanske inte helt drogs tillbaks  ner i stjärnresterna efter explosionen. Istället kretade detta i en återkommande bana  runt sammanslagningsresterna med hög excentricitet vilket innebär att den rör sig bort över en stor bana, långt från stjärnan, innan den återvänder då till viss del faller tillbaka' på resterna under hundratals miljoner år och flertal banrundor.

I deras tredje scenario utforskar teamet en annan källa till "inflöde" av externt material. "Vi vet att en tredjedel av vita dvärgstjärmot är 'förorenade'," beskriver Desai. "De är så täta att vi skulle förvänta oss att yttre material, som asteroider eller till och med  planeter som kommer för nära dem  kollapsar över dem." Även om Gandalf visar vissa tecken på föroreningar möjligen av kol- eller kiselrika material, upptäckte teamet inte sådana signaler från den betydligt äldre Moon-Sized. "Detta scenario verkar mindre sannolikt, eftersom det inte helt förklarar varför vi ser röntgenstrålarna i båda objekten just nu," förklarar Desai. Även om teamet har avslöjat viktiga insikter om Moon-Sized och Gandalf, behövs ytterligare forskning för att förstå hur dessa stjärnor kan påverka eller ha påverkat deras eventuella deras planetsystem.

"Dessa två objekt vi identifierat hittills har många likheter men också skillnader," förklarar Desai. "Att hitta fler sådana stjärnrester hjälper oss att utesluta scenarier och kanske hitta helt andra förklaringar."

För tillfället återstår utmaningen att avgöra om någon av de överlappande parametrarna är avgörande för att tillhöra denna troligen nya klass av stjärnor.

Två forskarstudier kan läsas här nedan om fenomenet.

Andrei A. Cristea, Ilaria Caiazzo, m.fl. 2026. A half ring of ionized circumstellar material trapped in the magnetosphere of a white dwarf merger remnant. Astronomy & Astrophysics. DOI:10.1051/0004-6361/202556432  

Aayush Desai, Ilaria Caiazzo, m.fl. 2025. Magnetic Atmospheres and Circumstellar Interaction in J1901+1458: Revisiting the Most Compact White Dwarf Merger Remnant in the light of new UV and X-ray data. arXiv. DOI: 10.48550/arXiv.2509.03216  

Universums första tids mörka strålning. Vad var denna egentligen?

 

Bild https://mcss.wustl.edu  Illustration som visar neutriner som omvandlas till mörk strålning i det tidiga universum.

Neutriner är bland de mest förekommande partiklarna i universum. Neutriner beskrivs ofta som spöklika eftersom de interagerar så svagt med materia och spelar en viktig roll i hur kosmiska strukturer bildas och utvecklas.

Nya analyser av kosmologisk data tyder på att neutriner kan interagera med varandra starkare än vad som förutspåtts i standardmodellen för partikelfysik även om laboratorieexperiment sätter strikta gränser för sådana interaktioner.

Bhupal Dev  docent i fysik inom Arts & Sciences och fellow vid McDonnell Center for the Space Sciences vid Washington University i St. Louis har i en ny studie (se nedan) tillsammans med kolleger visat på en möjlig förklaring till denna uppenbara mismatch. Enligt dessa kunde de kosmologiska signaler som tolkades som bevis för starkt interagerande neutriner istället komma från en ytterligare komponent av strålning i det tidiga universum. Eftersom kosmologiska observationer främst mäter den totala mängden snabbrörlig strålning kan de inte enkelt skilja neutriner från andra lätta partiklar som beter sig likartat," beskriver Dev.

Dev föreslår att en del av neutrinerna omvandlades till en annan typ av ljus, snabbrörlig strålning känd som mörk strålning under universums tidigaste ögonblick.

Transformationen måste ha ägt rum efter Big Bang-nukleosyntesen (tiden innan större atomer än väte kom till med andra ord innan neutronen kom till och det bara fanns protoner) ) men före bildandet av den kosmiska mikrovågsbakgrunden.

"I detta scenario skulle mörk strålning kunna efterlikna de kosmologiska effekter som tillskrivs interagerande neutriner samtidigt som den undviker de experimentella begränsningar som gäller för neutrinerna själva," beskriver Dev.

Om denna mörka strålningsmekanism uppstod skulle den också kunna påverka flera pågående gåtor inom kosmologin. Dessa inkluderar osäkerheter i neutrinomassor och den långvariga Hubble-spänningen, som är skillnaden mellan olika mätningar av hur snabbt universum expanderar.

"Vårt arbete belyser ett bredare paradigm inom neutrinokosmologi," sade Dev. "Degenereringen mellan neutriner och neutrinoliknande mörk strålning öppnar nya vägar för att hantera kosmologiska spänningar samtidigt som man respekterar jordiska begränsningar."

Framtida observationer kan hjälpa till att testa idén. Nästa generations mätningar av den kosmiska mikrovågsbakgrunden, storskaliga strukturundersökningar och framväxande 21-centimeters kosmologiexperiment kan avslöja spår av denna dolda strålning.

Laboratorieexperiment som mäter neutriners absoluta massa eller söker efter möjliga sterila neutriner kan också ge viktiga ledtrådar.

Med andra ord, även om interaktioner mellan neutriner och mörk strålning kan vara spöklika, kommer de inte att bli dolda för alltid.

Dev  publicerade nyligen studiens  resultat   tillsammans med kolleger  i en artikel i Physical Review Letters. 

I djupet av Neptunus och Uranus kan nya tillstånd av materia existera

 

Bild https://carnegiescience.edu  illustration av den förutsagda hexagonala (en polygon med sex sidor vars sidor kan ha olika längder) kolhydridföreningen under Neptunus-liknande inre förhållanden. I denna struktur bildar kol de yttre spiralkedjorna (gula) och väte de inre spiralkedjorna (blå) vilket är förenligt med det kvasi-endimensionella superjonbeteendet som identifierats i datasimuleringar med första principer. Med tillstånd: Cong Liu.

Mätningar av Uranus och Neptunus täthet visar att insidan av dessa jätteplaneter innehåller mellanlager av okonventionella "heta isar" under deras väte- och heliumatmosfäriska höljen ovanför deras steniga kärnor. Dessa lager tros bestå av vatten (H2O), metan (CH4) och ammoniak (NH4) och på grund av de extrema förhållandena tros exotiska faser uppstå här.

Fysiken i dessa högtrycks- och högtemperaturområden kan ge upphov till okonventionella materiatillstånd vilket är anledningen till att teoretiker och experimentella forskare försöker förutsäga och återskapa vad som kan finnas där.

Med hjälp av högpresterande datorer och maskininlärning utförde Liu och Cohen vid Carnegie Science Forskningsinstitut i Washington, USA grundläggande kvantfysiksimuleringar av kol-vätebindningar (CH) under tryck från nästan 5 miljoner till nästan 30 miljoner gånger atmosfärstrycket (500 till 3 000 gigapascal) och vid temperaturer från  3700 Celsius till 5700 Celsius.

Deras verktyg förutspådde framväxten av ett ordnat hexagonalt ramverk där väteatomer rör sig längs spiralbanor och skapar ett kvasi-endimensionellt superjontillstånd.

Superjoniska material befinner sig i ett ovanligt tillstånd ett mellan fasta ämnen och vätskor en typ av atomer som förblir ordnade i ett kristallint ramverk och en typ som blir blir rörligt.

"Denna nyligen förutsagda kol–väte-fas är särskilt slående eftersom atomrörelsen inte är helt tredimensionell," förklarar Cohen. "Istället rör sig väte  längs väldefinierade helixbanor inbäddade i en ordnad kolstruktur."

Denna riktning av rörelse har viktiga implikationer för hur värme och elektricitet rör sig genom planeters inre. Ett sådant beteende kan påverka inre energiomfördelning, elektrisk ledningsförmåga och möjligen tolkningen av magnetfältsgenerering hos isjättar.

Fyndet utökar också vår förståelse av beteendet hos enkla föreningar under extrema förhållanden vilket tyder på att även enkla system kan organisera sig i oväntat komplexa faser.

"Kol och väte är bland de mest förekommande grundämnena av  materia i en planet. Men materians kombinerade beteende under jätteplanetsförhållanden är långt ifrån helt förstått," beskriver Liu.

Utöver planeters inre kan förmågan att identifiera starkt riktade framväxande fenomen i kondenserad materia få konsekvenser för nuvarande materialvetenskap och teknik.

Deras forskningsarbete är publicerat i Nature Communications och visar hur de förutspår att ett kvasi-endimensionellt superjoniskt tillstånd av kol-vätebindning existerar under de extrema tryck och temperaturer som finns djupt inne i Neptunus och Uranus.

NY teori som omtolkar kvantmekaniken vid BigBang

 

Bild wikipedia Ett exempel på kvantmekanik. Casimirexperimentet påvisade att negativ energi kan existera i samband med virtuella partiklar och till och med förflytta två metallplattor nära varandra.

Dr. Niayesh Afshordi, professor i fysik och astronomi vid University of Waterloo och Perimeter Institute (PI) var ledare för forskargruppen som utarbetade en ny metod till att kombinera gravitation med kvantfysik. Reglerna som styr hur de minsta partiklarna i universum beter sig. Även om allmänna relativitetsteorin  har varit framgångsrik i mer än ett sekel bryter den ihop vid de extrema förhållanden som rådde då universum kom till enligt nuvarande teori om Big Bang. För att lösa detta problem använde teamet kvadratisk kvantgravitation vilken förblir matematiskt konsekvent även vid extremt höga energier liknande energin som fanns under Big Bang.

De flesta befintliga förklaringar till Big Bang bygger på Einsteins gravitationsteori, plus ytterligare komponenter som lagts till efter hand. Ovan nya tillvägagångssätt erbjuder en mer enhetlig bild som kopplar universums tidigaste ögonblick till den välbeprövade kosmologi som forskare observerar idag.

Forskarteamet fann att Big Bangs snabba tidiga expansion kan uppstå naturligt från denna enkla, konsekventa teori om kvantgravitation, utan att lägga till några extra ingredienser. Denna tidiga expansionsexplosion, oftast kallad inflation, är en central idé i modern kosmologi eftersom den förklarar varför universum ser ut som det gör idag.

Deras nya modell förutspår också ett minimum av de första små gravitationsvågorna. De små krusningar i rumtidens geometri som skapades i de första ögonblicken efter Big Bang. Dessa signaler söks och hoppas upptäckas i kommande experiment vilket ger en sällsynt möjlighet att testa idéer om universums kvantursprung.

"Vårt arbete visar att universums explosiva tidiga tillväxt kunde skett direkt från en djupare gravitationsteori," beskriver  Afshordi. "Istället för att lägga till nya delar till Einsteins teori fann vi att den snabba expansionen uppstår naturligt när gravitationen behandlas på ett sätt som förblir konsekvent vid extremt höga energier."

Forskarna blev förvånade över hur testbar deras teori visade sig vara.

"Även om denna modell hanterar otroligt höga energier, leder den till tydliga förutsägelser som dagens experiment kan leta efter," beskriver Afshordi. "Den direkta kopplingen mellan kvantgravitation och insamlad data är sällsynt och spännande."

Tidpunkten för detta arbete är betydelsefull. Kosmologin går in i en ny era av precision, där nya instrument kan mäta universum med en aldrig tidigare möjlig noggrannhet. Kommande galaxundersökningar, experiment med kosmisk bakgrund och gravitationsvågsdetektorer blir nu tillräckligt känsliga för att testa idéer som tidigare var rent teoretiska men omöjliga att bevisa eller bekräfta. Samtidigt hittar forskare begränsningar i de enklaste modellerna för tidig universumexpansion vilket ökar behovet av nya angreppssätt grundade i grundläggande fysik.

Upptäckt av två galaxers kollision

 

Bild Med hjälp av ( Canada-France-Hawaiʻi-teleskope)CFHT fångade astronomerna  detaljerade, fullständiga vyer av två galaxer i kollision i en enda bild. Något som i en avlägsen framtid även kommer att ske  mellan Vintergatan och Andromedagalaxen.

En ny studie med huvudforskare R. Pierre Martin, professor i astronomi vid UH Hilo, och internationella forskare som doktoranden Camille Poitras och kollegor vid Université Laval i Québec, Kanada, simulerade man det förflutna, nuet och framtiden för två spiralgalaxer, NGC 2207 och IC 2163. 

Teamet använde ett unikt instrument på CFHT kallat SITELLE  vilket kan fånga otroligt detaljerade vyer av hela galaxer på en bild.

”Att förstå vad som händer under dessa kollisioner är grundläggande för vår kunskap om galaxernas utveckling i allmänhet”, beskriver Martin. ”Vår egen galax, Vintergatan, har genomgått flera interaktioner under sin livstid, varav en av dem sannolikt utlöste bildandet av vår sol för cirka 5 miljarder år sedan.”

Interaktionen började för ungefär 440 miljoner år sedan för NGC 2207 och IC 2163. Sedan dess har galaxerna sammanslagits, dragits isär och återförenats flera gånger. Med tiden förväntas de smälta samman till en enda galax, vars ursprungliga strukturer inte går att känna igen.

För att spåra den utvecklingen körde teamet hundratals datasimuleringar och kartlade gasrörelser, stjärnbildningar,  supernovaexplosioner, kemisk anrikning och strukturella förändringar under mer än 600 miljoner år.

Studien visar hur dessa möten omformar galaxer, såsom att blanda element, utlösa ny stjärnbildning och påverka hur planetsystem kan uppstå.

Pierre är snabb med att betona att Poitras var studiens huvudförfattare och hade ansvaret för det mesta av arbetet som sammanfattades i artikeln. För Poitras, som började arbetet som student, belyser projektet värdet av tidig forskningserfarenhet. Samma praktiska tillvägagångssätt är centralt vid UH Hilo.

Studien publicerades nyligen i Monthly Notices.