Hubbleteleskopet återbesöker krabbnebulosan

 

Denna bild från 2024 som NASAs Hubble-rymdteleskop tagit av Krabbnebulosan, tillsammans med dess tidigare observationer och andra teleskop gör det möjligt för astronomer att studera hur supernovaresterna expanderar och utvecklas över tid här. Bild: NASA, ESA, STScI, William Blair (JHU); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

Ett kvarts sekel efter Hubble-rymdteleskop gjorde sina första observationer av hela Krabbnebulosan har teleskopet nu tagit nya bilder av supernovaresten. Resultatet är en oöverträffad, detaljerad skildring av efterdyningarna av denna supernova och hur den har utvecklats under Hubbleteleskopets aktiva tid.

Den nya Hubble-observation fortsätter ett arv som sträcker sig nästan 1 000 år tillbaka, då astronomer år 1054 registrerade supernovan som en imponerande ljusstark ny stjärna som i veckor var synlig även under dagen. Krabbnebulosan är efterdyningarna av en stjärna kallad SN 1054, belägen 6 500 ljusår från jorden i stjärnbilden Oxen.

"Vi tenderar att tänka på himlen som oföränderlig," beskriver astronomen William Blair vid Johns Hopkins University vilken var ledare för analysen av de nya hubbleobservationerna. "Men med Hubbleteleskopets långa livslängd avslöjas till och med ett objekt som Krabbnebulosan vara i rörelse, fortfarande expanderande efter explosionen för nästan tusen år sedan."

Supernovaresterna upptäcktes i mitten av 1700-talet och på 1950-talet var Edwin Hubble en av flera astronomer som noterade det nära sambandet mellan kinesiska astronomiska upptäckter beskrivna i dokument i det förflutna och Krabbnebulosans position i dag. Upptäckten att Nebulosans centrum innehöll en pulsar gav än mer bevis på en supernovahändelse i det förflutna.  En pulsar är en extremt kompakt och snabbt roterande neutronstjärna bildad bildad av efterdyningen av en supernova. 

I bilden ovan  av  Hubble visas nebulosans intrikata filamentära struktur, liksom en betydande utåtrörelse av dessa filament (rörelse ut från centrala nebulosan) under 25 år med en hastighet av 5471760 km/h . Hubble är det enda teleskopet som genom sin aktiva tid och upplösning av bilder som kunnat fånga dessa detaljerade förändringar över tid.

För bättre jämförelse med den nya bilden återbearbetades Hubbles bild från 1999 av nebulosan. Färgvariationen i båda Hubble-bilderna visar en kombination av förändringar i gasens lokala temperatur och densitet samt dess kemiska sammansättning. "Även om jag har arbetat en hel del med Hubble, blev jag ändå slagen av mängden detaljerad struktur vi kan se och den ökade upplösningen med Wide Field Camera 3, jämfört med för 25 år sedan," beskriver astronom William Blair of Johns Hopkins University. Wide Field Camera 3 på Hubbleteleskopet som användes nu installerades 2009, sista gången Hubble-instrument uppdaterades av astronauter. Teleskopet har varit i drift i 35 år och är fortfarande i drift långt efter det år man först ansåg det skulle vara ur drift år 2005.

Blair noterade att filament runt nebulosans periferi verkar ha rört sig mer jämfört med de i centrum och att dessa istället för att sträckas ut över tid i alla riktningar rört sig utåt. Detta beror på att Krabban är en pulsarvindnebulosa som drivs av synkrotronstrålning (intensiv elektromagnetisk strålning som uppstår när laddade partiklar, oftast elektroner, accelereras till nära ljusets hastighet och tvingas in i en böjd bana av magnetfält) vilken skapas av interaktionen mellan pulsarens magnetfält och nebulosans material. I andra välkända supernovarester drivs expansionen istället av chockvågor från den initiala explosionen som eroderar i omgivande gas skal som den döende stjärnan tidigare kastat bort.

En artikel som beskriver den nya Hubble-observationen har publicerats i The Astrophysical Journal. 

Här bildas troligen ett nytt solsystem

 

VLT-bilder (very Larhe telscope i Chile) av två planeter som bildas runt den unga stjärnan WISPIT 2 (Källa:  ESO/C. Lawlor, R. F. van Capelleveen et al.)

Astronomer har observerat två planeter som håller på att bildas i en skiva kring en ung stjärna med beteckningen WISPIT 2 som finns 437 ljusår från oss. Efter att astronomer  upptäckte en av planeterna har forskargruppen nu använt teleskop vid Europeiska sydobservatoriet (ESO) i Chile för att bekräfta närvaron av ytterligare en planet. Dessa observationer, och skivans unika struktur runt stjärnan, indikerar att WISPIT 2-systemet skulle kunna liknas vid ett ungt solsystem.

" WISPIT 2 ger den bästa inblicken hittills till vårt eget förflutna", beskriver Chloe Lawlor, doktorand vid University of Galway, Irland, och huvudförfattare till studien som publicerades i dagarna i The Astrophysical Journal Letters. För att bekräfta existensen av WISPIT 2c tog forskargruppen en bild av objektet med SPHERE-instrumentet på ESO:s VLT. 

Astronomerna använde därefter GRAVITY+-instrumentet på VLTI för att bekräfta att objektet verkligen var en planet. "Vår studie utnyttjade den senaste uppgraderingen till GRAVITY+, som var nödvändigt för att kunna få en så tydlig detektion av planeten nära sin stjärna", beskriver Guillaume Bourdarot, medförfattare till studien och forskare vid Max Planck-institutet för extraterrest fysik i Garching, Tyskland.

Båda planeterna i WISPIT 2-systemet rör sig i tydliga gap i den skiva av stoft och gas som omger den unga stjärnan. Dessa gap är en konsekvens av  planetbildning. Partiklar i skivan ansamlas och gravitationen drar till sig ytterligare material tills en ny planet bildas. Det återstående materialet, mellan gapen skapar distinkta stoftringar i skivan.

Förutom de gap som de två planeterna hittades i finns åtminstone ett ytterligare tunnare gap på längre ut i WISPIT 2-skivan. "Vi misstänker att det kan finnas en tredje planet som orsakar detta gap", beskriver Lawlor, "Troligen av Saturnus massa eftersom gapet är mycket smalare". Forskarna är ivriga att göra uppföljande observationer, och Ginski noterar att "med ESO:s kommande Extremely Large Telescope kan vi eventuellt direkt avbilda en sådan planet."

De bästa platserna att leta efter utomjordiskt liv

 

Bild https://ras.ac.uk  Ett diagram som visar beboeliga zongränser där stjärnor med steniga exoplaneter hittats från Bohl et al. (2026). Gränserna för den beboeliga zonen förskjuts beroende på stjärnans typ eftersom olika våglängder av ljus värmer en planets atmosfär på olika sätt. Credit Gillis Lowry / Pablo Carlos Budassi Licenstyp Attribution (CC BY 4.0)

Det har identifierat strax under 50 steniga världar som är mest sannolikt beboeliga av de mer än 6 000 exoplaneter som hittills upptäckts.

"Som  i sf filmen Projekt Hail Mary så vackert illustrerar kan livet vara mycket mer mångsidigt än vi för närvarande föreställer oss, så att lista ut vilken av de 6 000 kända exoplaneterna som mest sannolikt hyser utomjordingar som Astrophage och Taumoeba  eller Rocky  kan visa sig vara avgörande och inte bara för Ryan Gosling (läraren i filmen ovan)," beskriver  Professor Lisa Kaltenegger, director of the Carl Sagan Institute at Cornell University.

"Vår artikel avslöjar vart du bör resa för att hitta liv om vi någonsin bygger ett 'Ave Maria'-rymdskepp."

Forskarna identifierade 45 steniga världar som kan stödja liv i den beboeliga zonen runt sin sol och ytterligare 24 i en smalare 3D-beboelig zon som gör en mer konservativ bedömning av hur mycket värme en planet kan tåla innan den förlorar sin beboelighet.

De inkluderar några kända exoplaneter, inklusive Proxima Centauri b, TRAPPIST-1f och Kepler 186f, samt några andra som inte är lika välkända såsom TOI-715 b.

De mest intressanta planeterna av de listade, enligt författarna, är TRAPPIST-1 d, e, f och g, som ligger 40 ljusår från jorden, samt LHS 1140 b, som är 48 ljusår bort. Om dessa planeter kan ha flytande vatten beror delvis på om de kan hålla en atmosfär.

De världar som får ljus från sina stjärnor som mest liknar det moderna jorden får från solen är de transiterande planeterna TRAPPIST-1 e, TOI-715 b, Kepler-1652 b, Kepler-442 b, Kepler-1544 b och planeterna Proxima Centauri b, GJ 1061 d, GJ 1002 b och Wolf 1069 b, vilka får sina stjärnor att vackla. Ovan planeter finns det beskrivningar på genom wikipedia.

Författarna hoppas också att de planeter de identifierat nära kanterna av den beboeliga zonen av en stjärna  ska kasta ljus över exakt var livets möjligheter tar slut  och om forskarnas teorier om dessa gränser stämmer. Även om idén om den beboeliga zonen har utvecklats sedan 1970-talet, kommer nya observationer att vara avgörande för att fastställa om vissa antaganden behöver anpassas, beskriver professor Kaltenegger."Även om det är svårt att säga vad eller var det är sannolikt att  liv utvecklas, är det första viktiga steget att identifiera var man ska leta. Målet med projektet är att finna 'här är de bästa målen för observation'," beskriver Gillis Lowry, doktorand vid San Francisco State University.

Forskarkollegan Lucas Lawrence doktorand vid universitetet i Padua i Italien, beskriver: "Vi ville skapa något som gör det möjligt för andra forskare att söka effektivt och vi fortsatte att upptäcka nya saker om dessa världar som vi ville undersöka vidare."

Medförfattaren Abigail Bohl från Cornell University tillade: "Vi vet att jorden är beboelig medan Venus och Mars inte är det. Vi kan använda vårt solsystem som referens för att söka efter exoplaneter som får stjärnenergi mellan det avstånd Venus och Mars har på andra stjärnor.

"Att observera dessa planeter kan hjälpa oss att förstå när beboeligheten går förlorad, hur mycket energi som är för mycket, och vilka planeter som fortfarande är beboeliga  eller kanske aldrig varit det. Det bör även tas hänsyn till var den zonen ska placeras utifrpn vilken stjärntyp det handlar om. 

Deras forskningsresultat publicerad nyligen  i Monthly Noticesof the Royal Astronomical Society, skulle vara användbar i ett scenario som skildras i den nyligen släppta Hollywood-blockbustern Project Hail Mary, där Ryan Goslings karaktär måste resa till ett exoplanetsystem i jakt på ett sätt att rädda jorden. 

Gravitationsvågor lämnar avtryck i atomers ljus

 

Bild https://www.su.se  gravitationsvåg som ger spontan utstrålning och avtryck. Källa: Stockholms universitet.

Gravitationsvågor är krusningar i rumtiden som produceras av våldsamma kosmiska händelser, såsom sammanslagning av svarta hål. Hittills har direkta upptäckter förlitat sig på att mäta små avståndsförändringar med instrument i kilometerskala. I en ny teoretisk studie som godkänts för publicering i Physical Review Letters föreslår forskare vid Stockholms universitet, Nordita och Tübingens universitet en okonventionell metod. Metoden att spåra hur gravitationsvågor omformar ljuset som avges av atomer. Arbetet beskriver en möjlig upptäcktsväg, men en experimentell demonstration återstår ännu i framtiden.

När atomer tillförs energi avger de  ljus med en karakteristisk frekvens. En kvantprocess som kallas spontan emission. Detta sker genom  interaktion med det kvantmekaniska elektromagnetiska fältet.

"Gravitationsvågor modulerar kvantfältet, vilket i sin tur påverkar spontan emission," beskriver Jerzy Paczos, doktorand vid Stockholms universitet. "Denna modulering kan förskjuta frekvenserna hos emitterade fotoner."

Forskarteamet förutspår att emissionen blir riktningsberoende genom att atomer emitterar fotoner i samma takt. Något som är anledningen till att denna effekt har förbisetts fram till nu. Men fotonfrekvenserna varierar dock med emissionsriktningen. Detta riktade spektrala mönster antas koda vågens riktning och polarisation och kan hjälpa till att skilja signalen från brus.

Lågfrekventa gravitationsvågor är ett viktigt mål för framtida rymdbaserade observatorier. Författarna noterar att smala optiska övergångar som används i atomklocksplattformar erbjuder långa interaktionstider vilket potentiellt gör kallatomsystem till en lovande testbädd.

Atomerna avger ljus likt en musikanläggning som håller en stadig ton. Med skillnaden, att en gravitationsvåg förändrar hur tonen låter i olika riktningar. "Våra fynd kan öppna vägen mot bättre gravitationsvågsmätning, där den relevanta atomära ensemblen är i millimeterskala," beskriver Navdeep Arya, postdoktoral forskare vid Stockholms universitet. "En grundlig bulleranalys är nödvändig för att bedöma praktisk genomförbarhet, men våra första uppskattningar ser lovande ut."

Asteroiden Bennus yta kan nu bättre förstås

 

Bild wikipedia på Bennu.

Bennu, ses som en taggig, robust värld täckt av stora stenblock, med få av de släta partier som tidigare observationer från jordbaserade instrument visat av denna

"När OSIRIS-REx anlände  till Bennu den 3 dec 2018 blev vi överraskade av vad vi såg," beskriver Andrew Ryan, forskare vid University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory vilket var den som ledde uppdragets arbetsgrupp för analys av materia och termisk analys. "Vi förväntade oss några stenblock, men vi förväntade oss åtminstone några stora områden med mjukare, finare regolit som skulle vara lätta att samla in. 

Istället såg det ut som om det bara fanns stenblock och vi fick tänka om."   Särskilt förbryllande var observationer gjorda 2007 av NASAs Spitzer Space Telescope, (som ser i det infraröda fältet) som mätte låg termisk tröghet, vilket indikerar  en asteroid vars yta värms upp och kyls snabbt när den roterar in i och ut ur solljus, likt en sandstrand på jorden. Upptäckten stod i kontrast till de många stora stenblock som OSIRIS-REx hittade vid ankomsten vilka borde fungera mer som betongblock och avger värme långt efter att solen gått ner.

Data insamlade av OSIRIS-REx-rymdfarkosten (vilken tog markprov på Bennu 21 okt 2020) under sin undersökningskampanj vid asteroiden antydde en möjlig förklaring att stenblocken kan vara mycket mer porösa än väntat. När proverna hade levererats till jorden undersökte forskarna om det stämde.

Ryans team undersökte stenpartiklar insamlade från Bennus yta med hjälp av olika laboratorieanalysmetoder.

Där forskare tidigare förväntade sig att Bennu-stenarna skulle vara extremt porösa och fluffiga, kanske till och med svampiga, avslöjade provanalysen något oväntat.

"Det visar sig att de även är spruckna, och det var den saknade pusselbiten," beskriver Ryan.

Ron Ballouz, forskare vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland och artikelns andra författare (se nedan) beskriver att denna upptäckt förändrar hur forskare tolkar strukturen hos en asteroid baserat på dess termiska egenskaper sedda från jorden.

"Vi kan äntligen nu bättre förankra vår förståelse av teleskopobservationer av en asteroids termiska egenskaper genom att analysera dessa prover från just Bennu," beskriver Ballouz.

Studiens resultat är  publicerat i Nature Communications  och i denna beskriver författarna att stenblocken är tillräckligt porösa för att förklara en del av den observerade värmeförlusten. Men inte allt. Istället visade sig många av stenarna vara fulla av omfattande nätverk av sprickor.

Den rostiga och kraterfyllda Asteroiden 16 Psyche och dess möjiga ursprung

 

Bild https://news.arizona.edu  Konstnärs tolkning av asteroiden 16 Psyche.

Psyche är den tionde mest massiva asteroiden i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter och den störst kända metalliska asteroiden, Den har en diameter på  ca 240 km. NASAs Psyche-uppdrags farkost  kommer att anlända 2029 för att fastställa dess ursprung. Psyche kan vara en kvarvarande byggsten från en tidig planet sönderriven av våldsamma kollisioner eller ett planetfragment som en gång  förlorade sin steniga yttre mantel.

Andra hypoteser är att Psyche är en uråldrig rest som antingen började metallrik eller blev en blandning av sten och metall efter att upprepade gånger ha slagit in i andra asteroider. 

För att undersöka dessa möjligheter genomförde forskare vid University of Arizonas Lunar and Planetary Laboratory simuleringar för att förutsäga hur en stor krater nära Psyches nordpol kan ha bildats under ovan konkurrerande teorier. I en studie publicerad i JGR Planets presenterar teamet förutsägelser som är utformade för att hjälpa forskare att tolka de data som NASAs Psyche-uppdrag kommer att samla in när det anländer 2029. 

I kombination med observationer gjorda av rymdsonder kan förutsägelserna hjälpa till att lösa mysteriet kring Psyches sammansättning en gång för alla. "Stora nedslagsbassänger eller kratrar her gett spår djupt in i asteroiden vilket ger ledtrådar om vad dess inre består av," beskriver Namya Baijal, doktorand vid LPL (University of Arizonas Lunar and Planetary Laboratory) och förstaförfattare till artikeln ovan. "Genom att simulera bildandet av en av dess största kratrar kan vi göra testbara förutsägelser om Psyches totala sammansättning för hjälp när rymdsonden anländer."

Färre än 10 % av asteroiderna i huvudbältet är metallrika, och av dessa är Psyche den största. Men för att lära sig mer om hur metallen är fördelad inne i asteroiden måste forskarna vänta tills Psyche-rymdfarkosten anländer och arbeta utefter olika teorier.

"En av våra huvudfynd var att porositeten innebärande mängden tomrum inuti asteroiden har en betydande roll för hur dessa kratrar bildats," beskriver Baijal. "Porositet ignoreras ofta eftersom det är svårt att inkludera i datamodeller. Men våra simuleringar visar att det starkt kan påverka nedslagsprocessen och formen på kratrar."

När en asteroid är porös kan den krossas och nedslagsenergin absorberas effektivt vilket leder till djupare och brantare kratrar med mindre utkastat material utspritt över ytan. Genom att jämföra dessa simulerade kratrar med vad rymdfarkosten kommer att observera kommer forskarna att kunna undersöka om Psyches inre är uppdelat i lager av sten och metall eller en blandad röra av materia."Vi testade två huvudsakliga inre strukturer för Psyche," beskriver Baijal. "En är en lagerstrukturerad struktur med en metallisk kärna och en tunn, stenig mantel, som troligen bildades genom att en våldsam kollision slet bort de yttre lagren av asteroiden. Den andra teorin är att en jämn blandning av metall och silikat skapades av ett mer katastrofalt nedslag som blandade ihop allt likt man sett i några metallrika meteoriter som hittats på jorden."

Hubbleteleskopet upptäcker en komet under dess splittring

 

Denna serie bilder från NASAs Hubble-rymdteleskop av den fragmenterande kometen C/2025 K1 (ATLAS) togs under tre på varandra följande dagar: 8, 9 och 10 november 2025. Detta är första gången Hubble bevittnar en komet så tidigt i processen att brytas upp. Bild: NASA, ESA, Dennis Bodewits (AU); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

NASAs Hubble-rymdteleskop har nyligen upptäckt en komet som håller på att brytas isär. Chansen att det händer medan Hubble ser det oerhört liten. Upptäckten publicerades på nyligen i tidskriften Icarus.

Kometen K1, vars fullständiga namn är C/2025 K1 (ATLAS)—ej att förväxla med interstellära kometen 3I/ATLAS var inte det ursprungliga målet för Hubble-studien.

"Ibland sker den bästa vetenskapen av en slump," beskriver forskaren John Noonan, forskarprofessor vid fysikinstitutionen på Auburn University i Alabama. "Denna komet observerades eftersom vår ursprungliga komet inte kunde ses på grund av nya tekniska begränsningar. Vi var tvungna att hitta ett nytt mål och precis när vi såg denna komet, råkade den splittras vilket är väldigt slumpartat."

 Hubble fångade K1 som fragmenterades i minst fyra delar, var och en med en distinkt koma om sig (det suddiga höljet av gas och damm som omger en komets isiga kärna). Hubble kunde se fragmenten  men för markbaserade teleskop framstod de då bara som knappt urskiljbara, ljusa klumpar.

Hubbles bilder togs bara en månad efter K1:s närmaste avstånd med solen, kallad perihelion. Kometens perihelion  låg inom Merkurius bana, ungefär en tredjedel av jordens avstånd från solen. Under perihelion upplever en komet sin mest intensiva uppvärmning och maximal stress. Strax förbi perihelion tenderar vissa långperiodiska kometer som K1 att falla isär. Innan K1 fragmenterades var K1 troligen något större än en genomsnittlig komet, ca 8 kilometer i diameter. Teamet uppskattar att kometen började sönderfalla åtta dagar innan Hubble såg den. Hubble tog tre 20-sekundersbilder, en varje dag från 8 till 10 november 2025. När den såg på kometen bröts också en av K1:s mindre bitar upp.

Eftersom Hubbles skarpa syn kan urskilja extremt fina detaljer kunde teamet spåra fragmentens historia tillbaka till när de var ett i stycke. Det gjorde att de kunde rekonstruera tidslinjen. Men genom att göra det avslöjade de ett mysterium: Varför fanns det en fördröjning mellan när kometen bröts upp och när starka utbrott sågs från marken? När kometen fragmenterades och blottade färsk is, varför blev den inte ljusare nästan omedelbart?

Teamet har några teorier. Det mesta av en komets ljusstyrka är solljus som reflekteras från dammkorn. Men när en komet spricker upp avslöjas ren is. Kanske behöver ett lager torrt damm bildas över den rena isen och sedan blåsa bort. Eller så behöver värme komma under ytan, bygga upp tryck och sedan släppa ut ett expanderande skal av damm.

 Forskarteamet ser fram emot att slutföra analysen av gaserna som kommer från kometen. Redan nu visar markbaserad analys att K1 är kemiskt mycket märklig. Den är  utarmat på kol jämfört med andra kometer. Spektroskopisk analys från Hubbles STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) och COS (Cosmic Origins Spectrograph) instrument kommer sannolikt att avslöja än mer om K1:s sammansättning och själva ursprunget till vårt solsystem, eftersom NASAs rymdteleskop fortsätter att bidra till vår förståelse av planetvetenskap.