Panorama av stjärnbildning

 

Bild NASAs James Webb Space Telescope observation nyligen av IC 348, ett stjärnbildande område 1 000 ljusår från jorden. Webbteleskopet fann små bruna dvärgar några dubbelt så stora som Jupiter och unga stjärnor som slungade ut kraftfulla jetstrålar som kraschade in i omgivande gas och damm. Bild: NASA, ESA, CSA, Kevin Luhman (PSU), Catarina Alves de Oliveira (ESA), Mahdi Zamani (ESA/Webb)

Ovan vy av det närliggande stjärnbildande området IC 348 är en av de innehållsrikaste  bilderna som hittills släppts från NASAs James Webb Space Telescope. Med hjälp av telekopet sökte astronomer i IC 348 efter bruna dvärgar. Objekt som är mindre massiva än de minsta stjärnorna (så kallade misslyckade stjänbildningar).

Stjärnbildningsregionen IC 348 ligger 1 000 ljusår bort från oss i stjärnbilden Perseus. I områden som IC 348 kollapsar kalla moln av molekylär vätgas och bildar nya stjärnor, vilket skapar lysande  scener som ovan. Stjärnbildningsprocessen kan skapa mycket varierande objekt, från massiva stjärnor som kollapsar efter bara några miljoner år i kärnkollaps-supernovaexplosioner till de minsta och vanligaste stjärnorna, som är långlivade och producerar kraftfulla stjärnstormar. De minsta stjärnorna väger omkring 8 procent av solens massa.

Under denna massa finns en  klass av objekt som kallas bruna dvärgar. Bruna dvärgar bildas på samma sätt som stjärnor genom kollapsen av molekylmoln. Men till skillnad från stjärnor blir kärnorna hos bruna dvärgar aldrig tillräckligt varma för att smälta samman vanligt väte till helium (även om många kortvarigt fusionerar deuterium eller tungt väte, tidigt i sin existens).

Det som fortfarande är oklart, och som forskarna hoppades lära sig genom att använda Webbs känsliga instrument i studiet av IC 348, är hur små de minsta objekten som skapas vid stjärnbildningsprocesser är. Med andra ord, hur liten är den minsta bruna dvärgen?

Forskare som försökte besvara denna fråga använde först Webbteleskopet till att studera IC 348 under 2022 och upptäckte då bruna dvärgar med massor så låga som endast tre till fyra gånger större än Jupiters massa. Nu har samma forskarteam använt Webb för att undersöka ännu djupare i denna region i jakt på ännu mindre bruna dvärgar.

Teamet använde Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera) 2024 för att fånga det varma skenet från unga bruna dvärgar och nybildade stjärnor som kan ses på ovan bild av IC 348. Efter att ha valt ut bruna dvärgar baserat på deras färg och ljusstyrka följde de upp med Webbs NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) 2025 för att genomföra spektroskopiska observationer för att studera massorna hos de bruna dvärgarna.

Dessa djupa Webb-observationer avslöjade något anmärkningsvärt: bruna dvärgar med massor så låga som bara dubbelt så stora som Jupiters massa,  0,19 procent av solens massa. Det är mycket mindre än vad teorin förutspår att bruna dvärgar kan vara. Detta är de minst massiva bruna dvärgarna som är kända och deras existens utgör en utmaning för modellen av hur stjärnor bildas.

Förutom upptäckten av dessa oväntat lätta bruna dvärgar innehöll Webbs observationer ännu fler överraskningar. En av de lättaste nyfunna bruna dvärgarna visade tecken på en skiva, vilket antyder att små planeter kan bildas runt ett objekt som i sig bara är har massa som en större planet.

När de inspekterade spektra från IC 348:s bruna dvärgar fann forskarteamet också en egenskap de tillskrev ett oidentifierat kolväte, molekyler som endast består av väte- och kolatomer. Denna specifika formation har endast observerats i atmosfärer hos de bruna dvärgarna med lägst massa vilket tyder på att dessa extrema objekt kan existera i en egen spektral klass.

Stjärnorna och de bruna dvärgarna i IC 348 är inte de enda attraktionerna i bilden. En briljant detaljerad samling protostjärnor finns uppe i högra hörnet. Flera av dessa protostjärnor åtföljs av Herbig-Haro-objekt Objekt som är lysande områden som bildas när jetstrålar från växande nya stjärnor kraschar in i gas och damm runt stjärnan.

Den långa, smala formationen  horisontellt orienterad i detta hörn är Herbig-Haro-objektet HH 797. Vid närmare granskning avslöjas att denna källa är två protostjärnor med nästan parallella utflöden. Precis till höger om HH 797 finns den propellerformade Herbig-Haro-objektet HH 211, som har både smala jetstrålar och breda utflöden.

Ny teori om hur månen kom till.

 

Konstnärs tolkning av den enorma kollisionen mellan den tidiga jorden och "Theia", ett Mars-stort objekt som tros ha orsakat månens bildande. NASA/JPL-CalTech/T. Pyle.

För sin storlek och placering i solsystemet har jorden en stor måne. Men frågan om hur jorden fick sin måne har det teoretiserats över under lång tid. Den ledande teorin är Theiateorin.

Forskare vid Southwest Research Institute och University of Arizona har nu tagit hjälp av toppmoderna beräkningstekniker som avslöjar grundläggande skillnader i hur månen kan ha bildats vid kollisionen mellan ett Mars-stort objekt och jorden för ungefär 4,5 miljarder år sedan.

Tidigare studier av scenariot utgående från jättelika nedslag på jorden inkluderar en grundläggande artikel från 2001 av Robin Canup, vice ordförande för SwRI:s Solar System Science and Exploration Division i Boulder, Colorado och Erik Asphaug, professor vid Lunar and Planetary Laboratory  medförfattare till den nu aktuella studien. I det jättelika nedslagsscenariot på jorden utplånade skräpet från kollisionen mellan det Mars-stora objektet Theia och den tidiga jorden Theia, vilket spred Theiaresterna i en skiva runt jorden.

Dessa datasimuleringar och efterföljande jättepåverkande datamodeller av händelsen ignorerade dock materialstyrkan, som teoretiskt ansågs vara obetydlig för sådana högenergihändelser. Adeene Denton, en tidigare postdoktoral forskare vid Lunar and Planetary Laboratory som nu är vid SwRI och hennes team analyserade denna hypotes med moderna beräkningsmetoder som för första gången inkorporerar temperaturberoende geologisk styrka. "Vi upptäckte att den redan existerande geologin hos den Mars-stora protomånen spelade roll," beskriver Adeene Denton "När du simulerar jorden och månen som kolliderande objekt med deras  geologiska egenskaper förändras hur månen bildas vid nedslaget något som ingen undersökt tidigare."

"Eftersom kollisionen ansågs vara tillräckligt våldsam för att smälta och förånga stora delar av jorden och Theia, antogs i de tidigare artiklarna att det är möjligt att se objekten som vätskor," beskriver Asphau. "Baserat på våra nya resultat tycker vi dock att det är dags att ompröva det."

Denton återbesökte hypotesen för första gången med mer avancerade simuleringar av utjämnade partikelhydrodynamik som tar hänsyn till den strukturella styrkan hos de kroppar som är inblandade i kollisionen.

"Det visar sig att materialstyrka är väldigt viktig när man studerar kollisioner mellan mindre kroppar som asteroider, dvärgplaneter och månar," beskriver Denton, som fick idén att tillämpa konceptet på jordens måne när han arbetade på en tidigare artikel om bildandet av Pluto-Charon-systemet. "Vi var inte säkra på om det skulle spela någon roll för vår måne eller inte. När vi gjorde simuleringarna upptäckte vi att det spelar ganska stor roll."

Den nya teorin utvecklad vid University of A och universitetet i Bern i Schweiz, använder en styrkemodell som ger kropparna den typ av motståndskraft mot deformation som förväntas för realistiska geologiska material såsom sten och metall och även is som skulle ha utgjort Theia och proto-jorden.

Varmare kroppar är svagare än kallare  teamet fann att de olika utfallen av månbildningsscenarier är känsliga för temperaturerna hos de kolliderande kropparna. Vissa scenarier ger en helt intakt måne inom några timmar efter nedslaget medan andra resulterar i en protomåneskiva runt jorden som bildar månen över tid. Eftersom protoplaneter generellt börjar heta och svalnar över tid skapar detta en viktig ny koppling mellan tidpunkten för jättenedslaget och månens ursprungliga tillstånd och sammansättning.

"Beroende på hur varm jorden och månen var före kollisionen kan kollisionen förstöra Theia och skapa denna massiva skiva av bråte som så småningom bildar månen," beskriver Denton. "Men när vi använde samma parametrar som den ursprungliga nedslagsmodelleringen ner till lika temperaturstrukturer inuti båda kropparna framträdde en intakt måne inom cirka fem timmar."

Även om intakta månresultat har observerats i tidigare simuleringar visar detta arbete  att materialstyrka och temperatur spelar en central roll om månen formas intakt eller sätts ihop av material bearbetat inom en protolunarskiva.

"Dessa överraskande och spännande nya resultat antyder en potentiell koppling mellan månens fysiska egenskaper idag och eventuella flyktiga innehåll av jordens och Theias termiska tillstånd vid tiden för jättenedslaget," beskriver Canup vice ordförande för SwRI:s Solar System Science and Exploration Division i Boulder, Colorado. Canup var inte var involverad i studien. "Detta kan i sin tur hjälpa forskare att bättre avgränsa tiden när månbildningshändelsen inträffade."

Ytterligare en fråga är om likheten mellan material som utgör jorden och månen. Precis som med tidigare modeller är det fortfarande en öppen vetenskaplig fråga att förklara den nära sammansättningen mellan jorden och månen.

"Eftersom jorden och Mars bildades i samma närhet i solsystemet är de som syskon," beskriver Denton. "Månen och jorden är däremot mer som tvåäggstvillingar."

En möjlig förklaring är att Theia och proto-jorden bildades i en gemensam region i solsystemet medan Mars som är kompositionellt skild från jorden och månen bildades längre bort.

Studien är publicerad i The Astrophysical Journal Letters och kan läsas här. 

Ett vanligt händelsemönster av aktivitet i svarta hål formar närliggande galaxer

 

Bild wikipedia Galaxen NGC 2207 sedd från Hubbleteleskopet. Ett exempel på galaxer därute.

Forskning, baserad på observationer från VLT i Chile  very large teleskopets MUSE-instrument (Multi Unit Spectroscopic Explorer) visar att aktiva galaxkärnor (AGN), eller ljusstarka områden utifrån material som faller in i ett supermassivt svart hål, är kopplade till stjärnbildande ringar eller bågar, konformade områden av energirik gas och snabba "chockvågor", uppståenden från energiflöden som interagerar med omgivande gas.

"När vi förstod hur detta skedde kunde vi se att de svarta hålen inte bara drar in saker utan också kastar iväg saker," beskriver Peixin Zhu, doktorand och astronom vid Center for Astrophysics. Skeendena är  beroende av varandra.

Studien fokuserade på galaxer vars centrala svarta hål aktivt drar in närliggande material mestadels bestående av gas och damm..

"Vi ser att svarta hål inte bara konsumerar material i galaxers centrum utan även aktivt omformar  sin omgivning," beskriver Lisa Kewley, astrofysiker vid Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, chef för centret och Zhus rådgivare. "Detta arbete hjälper oss att förstå en komplex återkopplingscykel som spelar en viktig roll i galaxutveckling."

Teamet använde en ny tredimensionell teknik för att skilja mellan tre källor: stjärnbildning, strålning från det aktiva svarta hålet och excitation (energi tillförelse) genom chockvågor. Chockexcitation uppstår när höghastighetsutflöden från det centrala svarta hålet kolliderar med det interstellära mediet. Över hela provet fann forskarna att stjärnbildande ringar eller bågar uppstod på avstånd av cirka 0,8 till 6 kiloparsec från galaxens centrum. Joniserade koner av svarta håls strålning sträckte sig utåt från galaxernas skivor medan centrala regioner dominerade av snabba stötar som ofta sträckte sig vinkelrätt mot dessa områden.

Forskarna fann också bevis för stötar i vinkelräta  riktningar mot AGN-biconerna.  AGN innebär en aktiv galaxkärna. Zhu noterar att dessa stötar i stort sett är förenliga med interaktioner mellan AGN-jetsrålar och det interstellära mediet, även om vindar från det aktiva svarta hålet också kan bidra, särskilt i galaxer med lägre jetstråls händelser..

"Det mest intressanta fenomenet med chockvågorna är att de alltid går vinkelrätt mot området där det svarta hålets injicerade utflöden utgår," beskriver Peixin. "Detta är mycket vanligt och vi ser det ständigt dyka upp över alla de nio undersökta galaxerna."

Studiens resultat kombinerade högupplösta observationer och detaljerade teoretiska modeller. MUSE-instrumentet gav rumsligt upplösta optiska data, medan de toppmoderna teoretiska datamodellerna som byggdes av Zhu och hennes kollegor, astrofysikerna Lisa Kewley från Center for Astrophysics och Ralph Sutherland vid Australian National University, gjorde det möjligt  att jämföra observationer av förutsägelser av svarta håls aktivitet, stjärnbildning och chockvågsaktivitet. Chandra-röntgenobservationer stödde också forskarnas tolkning.

Resultatet visar att aktivt växande svarta hål har en komplex cykel av ackretion, utflöde och interaktion med sina omgivande galaxer. Genom att separera effekterna av svarta håls strålning, stjärnbildning och chockvåger ger studien en tydligare bild av den cykeln och dess relation till stjärnbildning.

Studien publicerades nyligen i The Astrophysical Journal där man  beskriver  perspektivet på hur AGN-återkoppling kan påverka galaxers tillväxt och utveckling. 

Centret för astrofysik | Harvard & Smithsonian är ett samarbete mellan Smithsonian Astrophysical Observatory och Harvard College Observatory. 

Kan detta vara den första bekräftade exomånen

Bild wikipedia Konstnärlig representation av CD-35 2722-systemet Källa: ESO/M. Kornmesser.

 I årtionden har astronomer letat efter månar bortom vårt solsystem. Flera exomånekandidater har föreslagits men ingen har blivit ett säkert bekräftat exempel.

I en nyligen genomförd SETI Live-intervju talade programledaren Dr. Franck Marchis med Universidad Diego Portales doktorand Kevin Hoy för att ta reda på om Hoys team faktiskt hade hittat en exomåne. Hoys svar var försiktigt. "För tillfället är vi inte säkra på att vi har hittat en exomåne," beskev han. "Jag skulle säga att vi förmodligen inte har det." Teamet är säkra på att föremålet är verkligt men vet inte vad det är. Detta objekt skiljer sig dock från tidigare exomånekandidater.

För de tidigare kandidaterna är bevisen för att objekten själva existerar osäkra. Om dessa objekt så småningom bekräftas skulle de nästan säkert beskrivas som exomånar. I det här fallet, sade Hoy, är teamet är mycket mer säkra på att de faktiskt har upptäckt ett objekt. Det de inte är säkra på är hur de ska klassificera föremålet.

En satellit är ett objekt som kretsar runt ett större objekt, utan att nödvändigtvis bestämmas som om det mindre objektet ska kallas måne i den vanliga planetära meningen.  Objektet kretsar inte runt  en konventionell planet. Den kretsar kring CD-35 2722 B, en brun dvärg (en brun dvärg är en misslyckad stjärnbildning, objekt mellan gasplaneter och stjärnor). Bruna dvärgar befinner sig i massa  mellan de största planeterna och de minsta stjärnorna. Ovanför ungefär 80 Jupiter-massor kan ett objekt upprätthålla vätefusion och bli en stjärna, medan ett objekt vid cirka 13 Jupiter-massor (gången större massa)  bara kan bränna deuterium. De är mellanliggande objekt som varken är stjärnor eller planeter.

Denna bruna dvärg är bara cirka 10 procent så massiv som sin värdstjärna, med en mycket excentrisk bana. Tidigare arbete satte excentrisiteten till runt 0,9, medan nyare observationer har sänkt uppskattningen till ungefär 0,8.

Kandidatsatelliten (den ev exomånan) verkar också ha en excentrisk bana, med en excentricitet på cirka 0,4.

Hur kunde ett sådant system ha bildats? Det finns inget enkelt svar. "Vi har egentligen nästan ingen aning om hur ett sådant system blir till," säger Hoy.

En möjlighet som teamet övervägde är gravitationell instabilitet. I det scenariot kan en tillräckligt massiv skiva bli instabil under sin egen gravitation och brytas upp i separata delar. Hoy föreslår att ett stort fragment kunde ha blivit den bruna dvärgen medan mindre fragment bildades parallellt och ett fragment blev så småningom det objekt med ungefär Jupiter-massa som nu upptäckts.

De excentriska banorna gör också systemet svårt att förklara, eftersom skivbildning generellt skulle ge mer cirkulära banor. Att upptäcka ett månliknande objekt som kretsar runt en brun dvärg kräver användning av radiella hastighetsmätningar. Observationerna gjordes med CRIRES+, en högupplöst infraröd spektrograf på Very Large Telescope (VLT) Teamet tror att de har ett verkligt objekt med planetär massa som kretsar runt den bruna dvärgen CD-35 2722 B. Radialhastighetssignalen är tillräckligt övertygande för att Hoy ska sätta sitt förtroende för detekteringen till omkring 90 procent, och den framgångsrika förutsägelsen av senare observationer utgör grunden för detta förtroende.

Men frågor kvarstår om objektets natur, dess formation och till och med om den enklaste tolkningen är korrekt. För tillfället är exosatellit det säkrare ordet. För min del tycker jag storleken gör att den istället bör klassificeras som en planet.

Det kan finnas mer i just detta system än ett enda objekt. En tvåsatellittolkning passar insamlad data något bättre, även om konfigurationen verkar dynamiskt instabil i teamets simuleringar.

Se hela SETI Live-samtalet här på you tube 

Ett överraskande resultat i sökandet efter mörk materia

 

Bild https://newscenter.lbl.gov  LUX-ZEPLIN är huvuddetektorn i ett ytlaboratorium innan installation under jord. (Källa: Matthew Kapust/Sanford Underground Research Facility)

LUX-ZEPLIN (LZ) är en världsledande mörk materia-detektor och specialiserat på att söka efter WIMPs, (svagt interagerande massiva partiklar).

I en ny LZ-studie hittades en partikelinteraktion som är svår att förklara med kända bakgrundsprocesser och som potentiellt kan ha orsakats av en WIMP.

LZ fortsätter att köras för att se om ytterligare data stärker eller försvagar antydan av en mörk materia-interaktion.

 Resultatet uppfyller ännu inte den statistiska tröskel som krävs för att bevisa upptäckten men är den mest övertygande ledtråden till mörk materia som experimentet rapporterat om hittills.

LZ är ett internationellt samarbete mellan 250 forskare och ingenjörer från 39 institutioner. Detektorn hanteras av USA:s energidepartements Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) och fungerar nästan en mil under jord vid Sanford Underground Research Facility (SURF) i South Dakota. I experimentet används 10 ton ultrarent flytande xenon i sökndet efter mörk materia och är optimerat för att leta efter WIMPs,  svagt interagerande massiva partiklar som kan passera genom xenon (en gas).

Resultaten presenterades i en vetenskaplig föreläsning vid TeV Particle Astrophysics-konferensen 2026 i Japan. Artikeln kommer att publiceras på det onlinebaserade arkivet arXiv och skickas in till tidskriften Physical Review Letters men kan läsas redan nu.

"Vi är mycket intresserade av denna händelse i data från den region där vi förväntar oss mörk materia och de konkurrerande bakgrunderna är mycket låga," beskriver Rick Gaitskell, professor vid Brown University och talesperson för LZ. "Med bara en händelse vill vi inte gå händelserna i förväg. Vi påstår inte att vi har sett mörk materia. Men vi har sett något intressant som vi vill dela med det vetenskapliga samfundet för att få deras synpunkter."

LZ-samarbetet studerar experimentella data i omgångar. I det nya resultatet analyserade forskarna 220 dagar av data insamlade mellan mars 2023 och april 2024. Samarbetet hade tidigare sökt i denna datamängd efter svaga signaler från de enklaste typerna av WIMP-interaktioner. Den nya analysen sökte i ett bredare spektrum av möjliga WIMP-interaktioner som kunde avsätta mer energi i detektorn. LZ är särskilt känslig för sådana signaler samtidigt som falska positiva signaler minimeras. Om den anomala händelsen orsakades av mörk materia skulle WIMP:n sannolikt ha en massa på minst 200 GeV/c2 (gigaelektronvolt), eller mer än 200 gånger massan av en proton. Det skulle också antyda en specifik typ av interaktion mellan WIMPs och vanlig materia bortom den enklaste modellen. LZ-resultaten har inte nått "5-sigma"-signifikans, den statistiska tröskel som anses vara en upptäckt inom fysiken. Den nya analysen är 2,6 sigma, vilket innebär att det finns ungefär 0,5 % chans att händelsen kan förklaras av kända bakgrunder.

Med ytterligare data kan forskare testa om upptäckten fortsätter att öka i betydelse eller om den bleknar bort.

Meteoritstoft visade sig innehålla magnetism

 Bild https://news.mit.edu  "Övergången från ett sfäriskt moln till en protoplanetär skiva, är en av de mest betydelsefulla händelserna i  solsystemets historia," beskriver Benjamin Weiss, the Robert R. Shrock Professor of Earth and Planetary Sciences at MIT(Massachusetts Institute of Technology)  Weiss. Källa: Hernán Cañellas

För cirka 4,6 miljarder år sedan var solsystemet mestadels bestående av en gigantisk boll av gas och damm. Under de följande miljonerna åren genomgick denna "solnebulosa" en enorm omvandling, där den plattades till en skiva av materia som sedan kondenserade och bildade  solen och planeter i omloppsbana runt denna.

Forskare har antagit att det tidiga solsystemet formades huvudsakligen av gravitation. Men en ny studie visar att magnetism sannolikt spelade en stor roll.

MIT-forskare har upptäckt spår av uråldrig magnetism i de äldsta meteoritproverna från nedslag  på jorden. Teamet analyserade mikroskopiska korn inbäddade i en meteorit som upptäcktes i Antarktis 2008. Dessa kalcium-aluminium-rika blandningar i meteoriter  (CAI:er) bildades ursprungligen under solsystemets första 200 000 år vilket gör proverna till det äldst kända materialet från solsystemet.

Resultaten tyder på att ett magnetfält existerade mycket tidigt, under  solnebulosan era. Forskarna uppskattar att detta nebulosamagnetfält var starkare än jordens magnetfält av idag och sannolikt spelade en betydande roll i att dra samman urmaterien för att bilda den tidiga solen.

"Denna övergång, från ett sfäriskt moln till en protoplanetär skiva (skivan som omgav den unga solen och i vilken planeter bildades)  är en av de mest betydelsefulla händelserna i hela solsystemets historia," beskriver Benjamin Weiss, Robert R. ShrockProfessor of Earth and Planetary Sciences at MIT. "Det har länge teoretiserats att gravitationen ensamt orsakade detta men våra mätningar visar att magnetism sannolikt också spelade en roll."

Weiss och hans kollegor rapporterar sin upptäckt i en artikel som publiceras denna vecka i Proceedings of the National Academy ofSciences. Studiens medförfattare vid MIT är huvudförfattare Cauê Borlina PhD '22, Elias Mansbach PhD '24 och Nilanjan Chatterjee, tillsammans med Xue-Ning Bai från Tsinghua University, Po-Yen Tung och Richard Harrison från Cambridge University, François Tissot från Caltech och Kevin McKeegan från University of California i Los Angeles.

Kvasaren H1821+643 ett exempel på krafter vi inte trodde kunde existera.

Bild wikipedia Chandrateleskopets  röntgenobservatoriebild av kvasar H1821+643.

Kvasarer  avger enorma mängder elektromagnetisk strålning från radiovågor till gammastrålning. En enskild kvasar kan utstråla energi motsvarande minst flera hundra vanliga galaxer där dessa inte finns. Energikällan är att kvasarer är aktiva galaxkärnor. Konkret ett supermassivt svart hål omgivet av en ackretionsskiva och liggande i centrum av en galax. Kvasarens strålning är ett resultat av att gas som närmar sig det svarta hålet hettas upp i ackretionsskivan och genom jetstrålar avger energi mängder av energi.

Ett forskarteam har upptäckt att vindarna som genereras av supermassiva svarta hål är 100 gånger kraftfullare än man tidigare trodde och de sprider energi över avstånd på cirka 300 000 ljusår från källan. Upptäckten visar att dessa explosiva vindar påverkar enorma områden bortom galaxerna där de finns.

"Svarta hål är till stor del kända för att suga in materia, men de släpper också ut gas i form av kraftfulla vindar," beskriver Satoshi Yamada, biträdande professor vid Tohoku Universitys Frontier Institute for Interdisciplinary Sciences (FRIS). "Dessa vindar troddes vara inneslutna inom den galax där det sker. Men i en ny studie visades att kraften är oerhört starkare än man tidigare trott."

Yamada och hans team, bestående av kollegor från Kanazawa University och Tokyo Metropolitan University bland flera, använde röntgenastronomisatelliten XRISM för att observera aktiviteten hos kvasaren H1821+643, belägen i stjärnbilden Draken, cirka 3,4 miljarder ljusår från jorden. Kvasarer är extremt ljusstarka objekt som drivs av supermassiva svarta hål som aktivt konsumerar gas. Det snabbt växande svarta hålet finns i centrum av en galaxhop där det driver turbulens i den omgivande heta gasen och avger röntgenstrålar. Forskarna bestämde noggrant gasens rörelse genom att analysera emissionslinjerna från järnjoner.

Högprecisionsobservationer med XRISM ( röntgenastronomisatellit) visade att högtemperaturgasen runt det svarta hålet inte förblir statisk utan sprider sig våldsamt över ett stort område på grund av turbulens. Forskarna bekräftade också att gasflödet sträcker sig bortom galaxen och når avstånd av cirka 300 000 ljusår bort från källan. Mängden energi som uppmättes involverad i turbulensen var ungefär 100 gånger kraftigare än tidigare uppskattningar och motsvarade flera miljarder supernovaexplosioner. De explosioner som sker när stjärnor når slutet av sin livslängd.

"För första gången har vi visat att svarta hål påverkar den bredare kosmiska miljön genom en chockvåg av häpnadsväckande kraft," tillägger Yamada. "Svarta hål är nyckelfaktorer för gasflöden och rörelse i rymden och transporterar enorma mängder energi till olika delar av kosmos."

Studien är publicerad som ”Vigorous turbulence driven by quasar-mode feedback in a cluster core” i Nature Astronomy  och skribenter är, Satoshi Yamada, Shutaro Ueda, Hirofumi Noda, Yutaka Fujita, Misaki Mizumoto, Kentaro Nagamine, Claudio Ricci, Shoji Ogawa, Taiki Kawamuro, Shinya Yamada, Yuichi Terashima, Yoshihiro Ueda