Är Mörk materia svarta hål från ett annat eller tidigare universum

 

Bild wikipedia av det svarta hålet i galaxen Messier 87, taget med Event Horizon Telescope.

Ny forskning tyder på att reliker av svarta hål från tiden före Big Bang fortfarande kan forma galaxer idag. Dessa svarta hål skulle kunna förklara mörk materia, en av de största olösta frågorna inom enligt kosmologin. Enrique Gaztanaga, professor i astrofysik vid Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth

Generellt sett är svarta hål områden i rumtiden där materia är komprimerad i ett litet utrymme. Mörk materia är materia som inte reflekterar eller absorberar ljus. Vi vet att den existerar tack vare dess gravitationseffekt på galaxer och andra kosmiska strukturer vi kan beskåda därute.

Den kan ses som "limmet" som håller galaxer samman. Men vi vet inte vad den består av på en grundläggande nivå. De flesta fysiker tror att mörk materia består av en ännu oupptäckt subatomär partikel.

Men uråldriga svarta hål från tiden före Big Bang passar också in på beskrivningen. De är mörka, men bär massa precis de egenskaper som krävs för ovan teori. 

Gaztanaga beskriver att han har utforskat denna idé i en ny artikel i tidskriften The Conversation . Självklart kräver idén om relik-svarta hål också en omprövning av själva big bang.

I nästan ett sekel spårade kosmologer universums historia tillbaka till detta enda, dramatiska ögonblick kallat BigBang. Men kanske var detta inte den absoluta början på tiden. Kanske fanns det ett universum före Big Bang. Tillsammans erbjuder studs-scenariot ett enhetligt sätt att ta itu med flera långvariga problem inom kosmologin.

Big bang-singulariteten ersätts av en kvantövergång. Denna övergång kan relateras till begreppet "Einstein–Rosen-bron": en matematisk länk mellan två olika områden av rumtiden.

Inflation uppstår naturligt från dynamiken nära studsen.

Mörk energi kan relateras till den globala strukturen i ett ändligt universum.

Mörk materia kan bestå av relik-svarta hål och kanske började vårt eget universum som ett.

Gravitationsvågor kunde bära signaler från en tidigare kosmisk fas.

Supermassiva svarta hål kan ha uråldriga ursprung som stämmer överens med nyliga JWST-observationer.

Mycket arbete återstår att göra. Dessa idéer (teorier) måste testas mot data – från gravitationsvågsbakgrunder till galaxundersökningar och precisionsmätningar av den kosmiska mikrovågsbakgrunden.

Men möjligheten är djupgående att universum kanske inte började en gång, utan kan ha återhämtat sig. Och de mörka strukturer som formar galaxer idag kan vara reliker från en tid före Big Bang.

Fyndet av en av universums äldsta stjärnor

 

Bild https://www.sdss.org  av vår Vintergata med positionen för den forntida immigrantstjärnan (SDSS J0715-7334) markerad ovan med en stjärnsymbol. Den solida röda linjen visar den väg den uråldriga immigranten  tagit genom vårVintergatan. Den streckade blå linjen visar den väg som förväntas för en stjärna född i det stora Magellanska molnet. Bildkredit: Vedant Chandra och SDSS-samarbetetBakgrund ESA/Gaia bild, A. Moitinho, A. F. Silva, M. Barros, C. Barata, University of Lisbon; H. Savietto, Fork Research, under en Creative Commons-licens CC BY‐SA 3.0 IGO.

De tio studenterna hittade stjärnan som en del i sin "Field Course in Astrophysics"-kurs vid University of Chicago under ledning av professor Alex Ji, biträdande projektforskare för SDSS-V, samt forskarassistenterna Hillary Andales och Pierre Thibodeaux.

SDSS, ett internationellt samarbete mellan över 75 vetenskapliga institutioner världen över de senaste 25 år med  åtagande att göra data från sina undersökning offentligt tillgängliga och allmänt användbara för alla. I sin senaste fas användes robotar för att snabbt samla in spektra från miljontals objekt över himlen med målet att förbättra vår förståelse av hur stjärnor, svarta hål och galaxer växer och utvecklas över kosmisk tid.

I professor Jis klass är SDSS inbäddat i läroplanen. Studenterna tillbringade de första veckorna med att gå igenom data från den senaste fasen av SDSS och leta efter intressanta stjärnor. Efter att ha undersökt flera tusen stjärnor valde de ut en lista på 77 st för vidare observation under en fältresa till Las Campanas Observatory.

De tillbringade sedan sitt vårlov vid Carnegie Sciences Las Campanas-observatorium i Chile där de använde Magellan Inamori Kyocera Echelle (MIKE)-instrumentet på Magellanteleskopen. Natten den 21 mars 2025 var deras första natt vid teleskopet. Den andra stjärnan de observerade, kallad SDSSJ0715-7334 och den visade sig vara den som motiverade resan.

"Vi hittade den första natten, och den förändrade helt vår plan," beskriver Ji.

Planen var från början att observera varje stjärna av de 77 i tio minuter. Men andra natten observerade eleverna SDSSJ0715-7334 i tre timmar. "Jag tittade i den där kameran hela natten för att försäkra mig om att den fungerade," beskriver Natalie Orrantia, en av studenterna som gjorde upptäckten. Stjärnan visade sig vara den mest opåverkade över tid som någonsin upptäckts och bestod av nästan helt och hållet av väte och helium.

Denna sammansättning tyder på att det är en av de äldsta stjärnor som någonsin setts. Analysen av dess bana visar att den bildades i det stora Magellanska molnet och migrerade in i Vintergatan för miljarder år sedan. Dessa två fakta fick Alex Ji, studenternas professor vid University of Chicago att kalla stjärnan för en "uråldrig invandrare."

"Denna uråldriga invandrare ger oss en aldrig tidigare skådad inblick i förhållandena i det tidiga universum," beskriver  Ji. "Big data-projekt som SDSS gör det möjligt för studenter att direkt engagera sig i dessa viktiga upptäckter."Finansiering för Sloan Digital Sky Survey V  har tillhandahållits av Alfred P. Sloan Foundation, Heising-Simons Foundation, National Science Foundation och de deltagande institutionerna. SDSS tackar för stöd och resurser från Center for High-Performance Computing vid University of Utah. SDSS-teleskopen är belägna vid Apache Point Observatory, finansierat av Astrophysical Research Consortium och drivs av New Mexico State University, samt vid Las Campanas Observatory, som drivs av Carnegie Institution for Science. SDSS:s webbplats är www.sdss.org

Snart är Nancy Grace Roman Space Telescope i drift med stora förväntningar på vad detta teleskop ska finna därute.

 

Bild wikipedia Konstnärs intryck av teleskopet då det blir i drift i rymden.

Förberedelserna inför uppskjutningen för Nancy Grace Roman Space Telescope som ska arbeta inom det infraröda fältet  (strålning inom våglängdsområdet 700 nm till 1 mm, det vill säga våglängder närmast över de för synligt ljus) har redan inneburit historiska förändringar inom astronomiområdet. Från och med 2027 (senast maj 2027 kanske redan i slutet av 2026 är det i drift därute) kommer Roman att leverera en aldrig tidigare skådad mängd komplexa data som kommer att vara opraktiska att ladda ner till enskilda datorer för analys. Romans bilder kommer att ha ett panoramasynfält som är 200 gånger större än Hubbles infraröda vy vilket leder till vidfältstora kartor över universum med stor upplösning. 

Med sitt Wide Field Instrument kommer Roman att se in i miljarder galaxer och fånga ljuset från stjärnexplosioner med strävan att lösa mysteriet med mörk energi. Energin som får universums expansionshastighet att oavbrutet accelerera. Romans skanningar av skyn  kommer att avslöja tusentals exoplaneter bortom vårt solsystem. Roman kommer också att utforska hela spektrumet av astrofysiska objekt, inklusive supermassiva svarta hål i avlägsna galaxer, stjärnor i granngalaxer, kosmiska barnkammare där stjärnor och planeter bildas i vår galax, samt små asteroider och kometer i vårt eget solsystem.

 Ungefär 75 % av Romans observationstid kommer att ägnas åt samhällsdefinierade undersökningar (uppdrag från regeringar och universitet mm). Under sina första fem år kommer Roman slutligen att ge 20 petabyte data  (20 följt av 15 nollor )  och allt av uppdragets data kommer mycket snabbt att släppas för alla forskare att ladda ner och analysera. Omfattningen av Romans data kommer att kräva ett annat tillvägagångssätt av datautforskning, reduktion och analys jämfört med de typiska processer som används för att analysera Hubble- och Webb-data, vilkas data ofta utförs på persondatorer. 

Medan all romersk data snabbt kommer att bearbetas och arkiveras i Barbara A. Mikulski-arkivet för rymdteleskop (MAST) med hjälp av Amazon Web Services (AWS) vilket innebär att Romans stora datamängd är öppet för nedladdning och analys på en bärbar dator och kommer att vara öppet för alla forskare på en gång förutom de mest begränsade analyserna av Romans undersökningar.

För att visualisera mängden av Romans kommande data, tänk på sandkorn, där ett enda fint sandkorn representerar en byte, den minsta dataenheten. Om Romans förväntade 20 petabyte  "sand" staplades och huggs in i ett monument, skulle det vara ungefär lika stort som Frihetsgudinnan.

För kontext har det ikoniska Hubble-rymdteleskopet levererat mer än 400 terabyte data under 35 års drift (och är ännu i drift för mer). När den är fullt operativ kommer Roman att returnera cirka 1,4 terabyte komprimerad data per dag vilket kommer att överstiga 500 terabyte per år. Romans öppna data markerar ytterligare ett stort skifte inom astronomiområdet. Forskare som får tid till att observera med Hubble får till exempel upp till ett års exklusiv tillgång till den nya datan, känd som en proprietär (egen begränsad)  period. När den perioden är över blir Hubble-data tillgänglig för alla på MAST. Med Roman kommer ingen data någonsin att hållas exklusivt av någon användare under någon tidsperiod alla forskare kommer att kunna analysera Romans data aktivt omedlbart.

Nexus stöder Romans öppna dataåtkomst delvis genom att tillåta ett valfritt antal team att arbeta med samma datamängder. Teamkonton på Nexus är en annan fördel då de gör det möjligt för grupper att arbeta med gemensamma projekt i realtid, samtidigt som de delar beräkningsresurser, mjukvarumiljöer och en teamkatalog för att samordna utvecklingen. Till exempel kan forskare markera en bild samtidigt eller redigera ihop en bild. 

"Roman Research Nexus är en ny modell för att stödja vetenskap från ett NASA-flaggskeppsuppdrag," delade Gisella De Rosa, den romerska missionsforskaren vid STScI (Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland,) som ledde utvecklingen av Nexus. "Den samlar dataåtkomst, analysverktyg och skalbar databehandling i en enda miljö som medvetet designats för Romans mätningsskala och komplexitet."

Nexus är välkomnande för forskare på alla nivåer. Ingen tidigare forskningserfarenhet förutsätts, vilket gör plattformen till ett utmärkt online-klassrum i sig där studenter, professorer och medborgarforskare kan arbeta tillsammans.

Ett ständigt föränderligt multiplanetsystem

 

Bild wikipedia TOI-700 d  en stenplanet nästan av jordens storlek (ev en havsvärld)  som kretsar inom den livsvänliga zonen kring den röda dvärgstjärnan TOI-700. Den finns ungefär 101,4 ljusår från jorden i stjärnbilden Dorado och är den yttersta av fyra bekräftade exoplaneter runt sin sol. Det är en av de exoplaneter som nämns i texten från den artikel från The university of New Mexico mitt inlägg nedan har som ursprung.   

Astronomer vid University of New Mexico har publicerat en ny forskningsrapport som bekräftar tre exoplaneters existens i det dynamiska exoplanetsystemet  kring stjärnan TOI-201. Det inkluderar en superjord (TOI-201 d), en varm Jupiter (TOI-201 b) och en brun dvärg (TOI-201 c). Ismael Mireles, doktorand vid UNM:s institution för fysik och astronomi med professor Diana Dragomir som handlledare ledde forskningen.

Målet var att karaktärisera TOI-201:s planetsystem för att förstå inte bara vilka planeter som finns där utan också hur de interagerar dynamiskt med varandra," beskriver Mireles. "Detta hjälper forskare att förstå hur planetsystem som vårt eget solsystem bildas och utvecklas över tid."

Superjorden (TOI-201 d) är en stenig planet ungefär 1,4 gånger större än jorden med ungefär 6 gånger större massa än jorden och den fullbordar en runda runt sin sol på 5,85 dagar. Den finns mycket nära sin stjärna och är troligen för varm för att ha flytande vatten.

TOI-201 b är en gasjätte med ungefär hälften av Jupiters massa och kretsar runt sin sol ett varv var 53:e dag. "Varma Jupiterliknande objekt"  är vetenskapligt intressanta eftersom astronomer inte helt förstår hur de hamnade i de banor de finns i.

Den bruna dvärgen TOI-201 c (en misslyckad stjärnbildning) är den mest massiva kroppen i systemet förutom stjärnan själv och har mycket elliptisk  bana runt sin sol som tar cirka 8 år. Dess gravitationspåverkan är ansvarig för det mesta av systemets dynamiska beteende. TOI-201 c är också det längst periodiska transiterande objekt som någonsin upptäckts. TOI-201 c är unik på grund av sin extremt långa omloppstid (~7,9 år) och sin placering i ett system med två inre planeter," beskriver Mireles. "De flesta kända transiterande bruna dvärgar kretsar mycket närmare sina stjärnor."

"Eftersom massan av TOI-201 c ligger nära gränsen mellan massiva planeter och bruna dvärgar är den ett mysterium som detta system varken har formats som en planet eller som en stjärna," tillade professor Dragomir.

För att sätta detta i perspektiv är en brun dvärg 13 gånger mer massiv än vår Jupiter, men fortfarande för liten för att klassificeras som en riktig stjärna. Den kan inte upprätthålla vätefusion i sin kärna som solen kan.

"Detta är ett av endast ett fåtal system där planetbanor kan observeras aktivt förändras på mänskliga tidsskalor. Det erbjuder ett sällsynt realtidsfönster in i planetsystemens dynamiska liv," förklarar Mireles. Faktum är att om 200 år kommer endast två av de tre objekten fortfarande att transitera (passera framför sin sol så vi kan se detta).

"Vi använde flera spektrografer i Chile: CORALIE, HARPS och PFS. Vi använde också arkivdata från FEROS-spektrografen i Chile och MINERV A-Australis i Australien," i arbetet beskriver Mireles.

Den andra tekniken är transitfotometri, som innebär att man registrerar stjärnans nedtoning av ljus  när en planet passerar framför den. Transiter från NASAs TESS-teleskop och markbaserade observationer från ATEPE-teleskopet i Antarktis ett projekt lett av Observatoire de la Côte d'Azur, Nice, i samarbete med University of Birmingham och Europeiska rymdorganisationen användes. Transitobservationer från LCOGT:s globala nätverk av teleskopplatser baserade i Chile, Australien och Sydafrika inkluderades också och spelade en avgörande roll i analysen. "Planeternas banor lutar i förhållande till varandra, och på grund av det drar de långsamt varandra i nya riktningar," sade Mireles.

Om 200 år kommer Superjorden att sluta transitera. Några hundra år senare kommer den varma Jupiter att sluta transitera och senare kommer den bruna dvärgen att sluta transitera (ses från Vår synvinkel). De kommer dock att börja transitera igen tusentals år in i framtiden, eftersom de genomgår cykler av transiterande och icke-transiterande konfigurationer.

Artikeln om studien med titeln "Uncovering the Rapidly Evolving Orbits of the Dynamic TOI-201 System", publicerades i Science Advances. 

Skillnaden mellan planeters och stjärnors bildande

 

Bild https://science.nasa.gov  Exoplanet 29 Cygni b (finns 69 ljusår från oss i stjärnbilden Svanen) som ses i denna konstnärs koncept, är en gasjätte som väger ungefär 15 gånger mer än Jupiter. Astronomer studerade 29 Cygni b med NASAs James Webb Space Telescope. De fastställde att den troligen bildades genom ackretion (insamling av materia från den protoplanetära skivan runt sin sol 29 Cygni) snarare än diskfragmentering (Diskfragmentering är en process där den gasskiva protoplanetär skiva som omger en ung stjärna fragmenteras, eller splittras, på grund av gravitationsinstabilitet.). Illustration: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

Planeter, som de i vårt solsystem, bildas i en underifrån och upp process där små bitar av sten och is klumpar ihop sig och växer sig större över tid. Men ju tyngre planeten är desto svårare är det att förklara dess bildning på det sättet.

Astronomer använde NASAs James Webb Space Telescope för att undersöka 29 Cygni b, ett objekt ungefär 15 gånger massivare än Jupiter som  kretsar runt en närliggande stjärna. De fann flera bevis för att 29 Cygni b faktiskt bildades ur denna process (se bildtext) vilket gav nya insikter om hur de tyngsta planeterna likväl kan uppstå. 

Planetbildningsprocessen förstås i stort sett ske inom gigantiska protoplanetära skivor av gas och damm runt stjärnor så kallad ackretion. Damm klumpas ihop till småstenar som kolliderar och växer sig större och större och bildar protoplaneter och så småningom planeter. De största samlar sedan gas och bli gasjättar som Jupiter. Då det tar längre tid för gasjättar att bildas och skivan av planetbildande material så småningom avdunstar och försvinner får planetsystem många fler små planeter än stora planeter.

I kontrast bildas stjärnor när ett enormt gasmoln splittras och varje bit kollapsar under sin egen gravitation och blir mindre och tätare. En liknande fragmenteringsprocess skulle teoretiskt kunna ske inom protoplanetära skivor också. Det kan förklara varför vissa mycket massiva objekt finns miljarder mil från sina stjärnor i områden där protoplanetärskivan borde ha varit för tunn för att ackretion skulle kunnat ske.

29 Cygni b ligger på gränsen mellan vad som kan förklaras av dessa två olika mekanismer. Den väger 15 gånger mer än Jupiter och kretsar runt sin sol på ett genomsnittligt avstånd av 2,4 miljarder kilometer ungefär lika långt som Uranus är från vår sol Forskarteamet riktade in sig på det eftersom 29 Cygni b potentiellt kunde vara resultatet av båda processerna. Teamet var osäkert på vilken av de två processerna som bildat gasjätten använde också en markbaserad optisk teleskoparray kallad CHARA (Center for HighAngular Resolution Astronomy) för att avgöra om planetens bana är i linje med stjärnans rotation. De bekräftade den justeringen, vilket skulle förväntas för ett objekt som bildats från en protoplanetär skiva (ackretion).

"Vi kunde uppdatera planetens bana och observerade även värdstjärnan för att bestämma dess orientering i förhållande till den banan," beskriver Ash Messier, medförfattare och doktorand vid Johns Hopkins University. "Vi visade att planetens lutning är väl justerad med stjärnans rotationsaxel, vilket liknar det vi ser för planeterna i vårt solsystem."

"Sammantaget tyder dessa bevis starkt på att 29 Cygni b bildades ur och i en protoplanetär skiva genom snabb ackretion av metallrikt material, snarare än genom gasfragmentering," beskriver William Balmer från Johns Hopkins University och Space Telescope Science Institute. "Med andra ord, den bildades som en planet och inte som en stjärna."

En artikel som beskriver forskningens resultat publicerades nyligen  i The Astrophysical Journal Letters.

Varför Jupiter har fler stora månar än Saturnus

 

Bild Wikipedia Saturnus har mer än 270 bekräftade månar. Titan är den största. Jupiter har över 95 kända månar och bland dessa de fyra stora galileiska månarna (Io, Europa, Ganymedes, Callisto, månarna Gelilei upptäckte).

De två största planeterna i vårt solsystem, Jupiter och Saturnus, har också flest månar. För närvarande är Jupiters rapporterade månantal över 100 st (troligen är inte alla ännu upptäckta) och tillsammans med sina många ringar har Saturnus mer än 280 rapporterade månar. Alla dessa månar är dock inte lika. Jupiters månfamilj består av fyra stora medlemmar, inklusive den största månen i solsystemet, Ganymedes, medan Saturnus månfamilj domineras av en stor måne, Titan, solsystemets näst största.

Båda planeterna är gasjättar därför har orsakerna till skillnaderna av månar och dessas storlek länge förbryllat astronomer. Teorier om satellitbildning har föreslagit vissa lösningar men nyare studier av stjärnors magnetfält har antytt behovet av att ompröva dessa teorier. Det pågår också en långvarig debatt kring magnetisk ackretion (tillväxt) och satellitbildning. Specifikt frågan om en inre hålighet kan bildas i Jupiters cirkumplanetära skiva (en skiva av gas och stoft som omger en exoplanet och är den plats där månar bildas), ansamlingen av material som kretsar kring en planet och från vilket månar kan bildas.

En fysiskt konsekvent modell som kan förklara flera system, som satellitsystemen runt Jupiter och Saturnus, kan vara tillämplig även på exoplaneter. Detta motiverade ett samarbetsinriktat forskarteam från institutioner i Japan och Kina, inklusive Kyoto University att utveckla en sådan modell.

"Att testa teorin om planetbildning är svårt eftersom vi bara har vårt eget solsystem som referens. Men det finns flera satellitsystem nära oss vars detaljerade egenskaper vi kan observera," säger huvudförfattaren Yuri I. Fujii.

För att förstå Jupiters och Saturnus termiska utveckling och hur deras magnetfält har varierat över tid, utförde teamet numeriska simuleringar av de inre strukturerna hos unga gasjättar. Teamet modellerade också numeriskt de skivorna på båda planeterna och utförde N-kroppssimuleringar för att följa satellitbildning och omloppsmigration med PC-klustret vid Center for Computational Astrophysics, National Astronomical Observatory of Japan.

Resultaten visade att skillnaden mellan de stora satellitsystemen runt Jupiter och Saturnus kan förklaras av deras olika skivstrukturer, som härrör från styrkan i deras magnetfält. Specifikt orsakade Jupiters starka magnetfält bildandet av en magnetosfärisk hålighet i skivan runt den unga gasjätten som troligen fångade in månarna Io, Europa och Ganymedes. I kontrast var den unga Saturnus magnetfält för svagt för att bilda en hålighet så de migrerande månarna kunde inte bli kvar i skivan (de större månarna eller asteroiderna).

En publikation över arbetet har gjorts av  Yuri I. Fujii, Masahiro Ogihara, Yasunori Hori (2026). Different architecture of Jupiter and Saturn satellite systems from magnetospheric cavity formation. Nature Astronomy.

Studien utgör en grund för framtida observationer av exomånar och  skivor runt gasjättar. Teamets modell förutspår att gasjättar i storlek med Jupiter eller större skulle utveckla kompakta system med flera månar, medan en eller två månar skulle bildas runt gasplaneter i Saturnus storlek. Nu är teamet intresserade av att utvidga sin teori till andra månar och potentiella exomånsystem.

Ett röntgenteleskop som kan se ett objekt på 3,5 mm i diameter en kilometer bort.

 

Bild https://en.nagoya-u.ac.jp  Röntgenstrålar färdas här längs en 900 meter lång korridor innan de når denna experimentstation där de reflekteras från teleskopets spegel och fångas upp av detektorn. Vakuumrör omger spegeln för att förhindra att luft stör röntgenmätningarna. Källa: Fujii et al., 2026

Forskare i Japan har utvecklat ett högupplöst röntgenteleskop som är tillräckligt känsligt för att urskilja ett objekt som är bara 3,5 mm brett på en kilometers avstånd, genom att ha kombinerat precisionsspegeltillverkning med rymdastronomi. För att testa dess prestanda byggde de ett utvärderingssystem  som kunde simulera stjärnljus på jorden för att mäta teleskopets skärpa innan det sköts upp med den amerikansk-japanska FOXSI-sondraken. Resultaten av detta publicerade i  Publications of the Astronomical Society of the Pacific, och utgör en milstolpe för japansk röntgenastronomi och banar väg för högupplösta röntgenobservationer på framtida mindre satelliter.

Enorma mängder röntgenstrålar frigörs av solutbrott, exploderande stjärnor och materia runt svarta hål. Dessa röntgenstrålar innehåller ledtrådar om några av de högst heta och mest våldsamma processerna i universum. Men jordens atmosfär absorberar dem innan de når marken därav behövs mätningar utanför jorden.  Instrument för mätning måste sändas ut i rymden med ballonger, sonderingsraketer eller satelliter.

Att tillverka ett högupplöst röntgenteleskop har varit en utmaning inom japansk röntgenastronomi. Två tekniska hinder stod i vägen, teleskopets spegel. Röntgenstrålar reflekteras inte från vanliga spegelytor. De kan bara reflekteras i extremt små vinklar och spegelytan måste formas med nanometernivåprecision. För det andra var är det sammansättningen. Även en perfekt tillverkad spegel kan förlora sin precision under monteringen i ett teleskop.

"Spegeln är som en mycket exakt tratt för röntgenstrålar. Om någon del av tratten är ens lite ur led missar röntgenstrålarna sitt mål och bilden blir suddig," beskriver Ikuyuki Mitsuishi, seniorförfattare och projektledare från Forskarskolan för naturvetenskap vid Nagoya universitet. "Spegeln måste också klara de intensiva vibrationerna vid en sondraketuppskjutning samtidigt som den behåller sin optiska precision."

SPring-8 är en av världens mest kraftfulla röntgenforskningsanläggningar, belägen i Hyogo prefektur, Japan. Dess partikelaccelerator producerar mycket starka röntgenstrålar kända som synkrotronstrålning till vetenskaplig forskning. Forskare dutvecklade extremt precisa spegeltillverkningstekniker för att fokusera röntgenstrålar. Samma tekniker användes av forskarteamet för att bygga en högupplöst rymdteleskopspegel.

Forskarna använde en precisionselektroformningsteknik från SPring-8 för att producera en nickelspegel, 60 mm i diameter och 200 mm hög. Till skillnad från speglar byggda av flera delar var denna spegel gjuten i ett enda sömlöst skal, så det fanns inga leder eller skarvar som kunde avleda röntgenstrålarna bort från fokuspunkten och inget kunde röra sig ur plats. Uppskjuten i rymden med FOXSI-4 (och snart FOXSI-5)

FOXSI är ett samarbetsprojekt med sondraketer sondraketer som  tar instrument ut i rymden. De är utformade för att ta röntgenbilder av solens korona och flare. Programmet lanserades första gången 2012 och dess femte flygning är planerad till 2026.

Teleskopet var ett av sju röntgenteleskop ombord på FOXSI-4, som sköts upp från Alaska den 17 april 2024 och framgångsrikt observerade ett pågående solutbrott. Dr. Mitsuishi och hans studenter var närvarande vid lanseringen. För forskarteamet var detta ett historiskt ögonblick. Då det var första gången ett japanskt högupplöst röntgenteleskop utvecklat inhemskt flög som en del av en internationell sondraketmission.