Hur kunde denna jätteplanet bli till runt en brun dvärgstjärna?

 

Bild https://carnegiescience.edu  en konstnärlig föreställning av gasjätteplanet TOI-5205 b ( ca 380 ljusår bort) som kretsar kring en röd dvärgstjärna . Bild med tillstånd av Katherine Cain, Carnegie Science.

TOI 5205 b är en planet i Jupiter-storlek som kretsar runt en stjärna som själv är ungefär fyra gånger större än Jupiter och har ungefär 40 procent av sin sols massa. När den passerar framför sin sol den röda dvärgstjärnan TOI-5205 ett fenomen som astronomer kallar en "transit" blockerar planeten ungefär sex procent stjärnans ljus. Genom att observera denna passage med teleskopinstrument så kallade spektrografer och delar upp ljuset i dess beståndsdelar i färger kan astronomer tyda planetens atmosfärs sammansättning och lära sig mer om dess historia och relation till sin sol. Planeter kommer till i den roterande skivan av gas och damm som omger en stjärna i dennas första tid. Även om det är allmänt accepterat att jätteplaneter bildas i dessa skivor bestående av damm och gas runt en ung stjärna väcker existensen av massiva planeter som TOI-5205b  frågor om denna process.

För att få mer kunskap om detta leder Kanodia, Cañas och Jessica Libby-Roberts vid University of Tampa det största exoplanetprogrammet för JWST Cycle 2, Red Dwarfs and the Seven Giants, som designades för att studera osannolika världar som TOI-5205 b – ibland kallade GEMS (för jättestora exoplaneter runt M-dvärgstjärnor).Deras observationer av tre transiter av TOI5205-b avslöjade något som astronomerna inte lätt kunde förklara. De blev förvånade över att se att planetens atmosfär har en lägre koncentration av tunga grundämnen  i förhållande till väte än en gasjätteplanet i vårt eget solsystem  Jupiter. TOI5205-b har till och med en lägre metallhalt än sin egen sol. Detta gör att den sticker ut bland alla jätteplaneter som har studerats hittills.

Dessutom, även om det var mindre chockerande, avslöjade transiterna metan (CH₄) och vätesulfid (H₂S) i TOI-5205-b:s atmosfär.

För att sätta sina fynd i kontext använde teammedlemmarna Simon Müller och Ravit Helled vid Zürichs universitet sofistikerade modeller av planetariska interiörer för att förutsäga att hela TOI5205-b:s sammansättning är ungefär 100 gånger mer metallrik än dess atmosfär, mätt med hjälp av transiterna (passagenerna av planeten framför sin sol)

"Vi observerade mycket lägre metallhalt än vad våra modeller förutspådde för planetens bulksammansättning vilket beräknades utifrån mätningar av planetens massa och radie. Detta tyder på att dess tunga element migrerade inåt under bildandet och att dess inre och atmosfär  inte blandats," förklarade Kanodia. "Sammanfattningsvis tyder dessa resultat på en mycket kolhaltig, syrefattig atmosfär."

Forskningen är en del av GEMS Survey, ett program dedikerat till att studera transiterande jätteplaneter runt M-dvärgstjärnor för att förstå deras bildning, struktur och atmosfärer. Forskargruppen inkluderar även Carnegie-astronomerna Peter Gao, Johanna Teske och Nicole Wallack, samt den nyligen avgångna Carnegie-postdoktorala forskaren Anjali Piette, som nu istället är fakultetsmedlem vid University of Birmingham. Andra medförfattare var Jacob Lustig-Yaeger, Erin May och Kevin Stevenson från Applied Physics Laboratory vid Johns Hopkins University; Shang-Min Tsai från Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics; Dana Louie från Catholic University; Giannina Guzmán Caloca från University of Maryland; Kevin Hardegree-Ullman från Caltech; Knicole Colón från NASA Goddard Space Flight Center; Ian Czekala of University of St. Andrews; Megan Delamer och Suvrath Mahadevan från Penn State University; Andrea Lin och Te Han från University of California Irvine; Joe Ninan från Tata Institute of Fundamental Research; och Guðmundur Stefánsson från Amsterdams universitet.

Publicerade nyligen i The Astronomical Journal, representerar dessa fynd det gemensamma arbetet av ett internationellt team av astronomer lett av NASA Goddard Space Flight Centers Caleb Cañas och inklusive Carnegie Sciences Shubham Kanodia.,

Historiska rymdväder

 

Bild https://www.oist.jp Före den nuvarande Artemis II-expeditionen var Apollo 17 sista gången människor besökte månen. Flera elektromagnetiska strålningsutbrott  inträffade samma år som Apollo 16 och 17 vilka landade på månen 1972. Om dessa hade sammanfallit skulle astronauterna ha utsatts för dödlig strålning utan skydd. © NASA (Public domain)

På jorden framstår extrem solaktivitet ofta som vackra ofarliga norrsken. Men när man tar  sig bortom säkerheten i vårt magnetfält möter man hela tyngden av en temperamentsfull stjärna som plötsligt kan explodera med utbrott och koronamassutkastningar.

Dessa utbrott utlöser ibland så kallade elektromagnetiska strålningsutbrott  där högenergipartiklar slungas mot jorden med upp till 90 % av ljusets hastighet. År 1972 inträffade en rad sådana mellan Apollo 16 och 17:s månuppdrag om dessa hade sammanfallit med någon av expeditionerna skulle astronauterna ha varit hjälplöst utsatta för dödlig protonpartikelstrålning. När vi återvänder till månen blir förståelsen och skydd mot  dessa sporadiska händelser allt mer angelägen.

Nu har forskare från Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) visat en ny metod för att upptäcka historiska SPE:er, där de använder medeltida register för att finna ultraprecisa kol-14-mätningar av begravda asuranoträd i norra Japan. Med denna kombinerade metod har fysikerna identifierat och daterat en händelse till en period mellan vintern 1200 och våren 1201 e.Kr. Under medeltiden var solaktiviteten  extremt hög. Deras resultat publicerades nyligen i Proceedings of the Japan Academy, Serie B.

Professor Hiroko Miyahara från Solar-TerrestrialEnvironment and Climate Unit beskriver "Tidigare studier av historiska händelser har fokuserat på sällsynta, extremt kraftfullt slag. Vår artikel ger en grund för att upptäcka subextrema händelser som inträffat oftare och är omkring 10–30 % av storleken på de mest extrema fallen men som ändå är farliga. Subextrema skeenden är svårare att upptäcka men vår metod gör det nu möjligt för oss att effektivt identifiera dem och bättre förstå under vilka förhållanden de är mer sannolika att inträffa."

De flesta högenergiprotoner från dessa utkast avleds av jordens magnetfält. Men nära polerna, där de geomagnetiska fältlinjerna är öppna mot rymden eller under särskilt starka händelser kan vissa partiklar tränga igenom och kollidera med atmosfären. Detta bildar kol-14-föreningar som cirkulerar globalt genom atmosfären och införlivas i organiskt material. Genom att mäta kol-14-innehållet i bevarat organiskt material såsom begravda träd kan forskare identifiera fluktuationer i solaktiviteten under de senaste 10 000 åren. Med ultraprecisa mätningar  som forskarna  utvecklat under en tioårig process  kan mindre fluktuationer som är omöjliga att upptäcka med konventionella metoder nu upptäckas vilket möjliggör detektion av subextrema händelser av detta slag.

Men eftersom den ultraprecisa metoden är tidskrävande, behövde teamet först veta när och var de skulle leta efter bevis på tidigare solväderhändelser. I den nya studien kom den första ledtråden från Meigetsuki, dagboken från den inflytelserika japanske hovmannen och poeten Fujiwara no Teika (1162–1241), som bevittnade "röda ljus på norra himlen över Kyoto" i februari 1204 e.Kr.

Hubbleteleskopet visar bild på Lejonets stjärnbild

 

Stjärnbilden, Lejonet. Du kan hitta denna stjärnbild på vårhimlen i Stellarium. Stellarium är ett gratis planetarium datorer med öppen källkod. Det visar en realistisk himmel i 3D, precis som den himmel du ser med blotta ögat, kikare eller ett teleskop. Alla bör kunna använda detta på sin dator. (Bilden är från Stellarium. Hubblebilden kan ses från länken längst ner i inlägget.

Lejonets karakteristiska framåtriktade skära eller "omvända frågetecken", är lätt att upptäcka när den stiger på himlen i sydost efter solnedgången. Om du har svårt att upptäcka skäran, leta efter den ljusstarka Sirius och Procyon i Canis major och Canis minor. Fullborda en triangel genom att dra två linjer österut, som möts vid den ljusa stjärnan Regulus, "punkten" i det bakvända frågetecknet. Efter dem följer en trio ljusstarka stjärnor som bildar en likbent triangel. Den ljusaste stjärnan i den formationen heter Denebola. Genom att koppla samman dessa två mönster bildas stjärnbilden Lejonet där den framåtvända skäran är lejonets huvud och man, och den bakre triangeln dess bakparti. Kan du se Lejonet? Det kan hjälpa att föreställa sig Leo stolt sittande upp och stirra rakt fram, som en himmelsk sfinx. För att hjälpa till att hitta dessa objekt kan du använda onlineverktyg som Stellarium på Webben.

Om du tittar djupare in i Lejonets stjärnbild med ett litet teleskop eller kikare hittar du en  dubbelstjärna. Titta i Lejonets skära efter dess näst ljusaste stjärna, Algieba, även kallad Gamma Leonis. Denna stjärna delas upp i två ljusgula stjärnor även i en liten förstoring. Du kan göra denna "split" med kikare, men det visa än bättre med ett teleskop. Jämför färgen och intensiteten hos dessa två stjärnor märker du några skillnader? Det finns andra flerstjärnsystem i Lejonet. Tillbringa några minuter med att skanna med ditt valda instrument och se vad du upptäcker. 

En av de mest kända sevärdheterna i Lejonet är "Lejonets trilling": tre galaxer som verkar ligga nära varandra. De är genom gravitation bundna till varandra och finns ungefär 30 miljoner ljusår bort från oss. Du behöver ett teleskop för att upptäcka dem och då ett okular med stort synfält för att se alla tre galaxer samtidigt. Titta nedanför stjärnan Chertan för att hitta galaxerna M65, M66 och NGC 3628. Jämför och kontrastera utseendet på varje galax även om de alla är spiralgalaxer är varje galax lutad i olika vinklar mot vår synvinkel. Artikeln varifrån detta inlägg är taget var ursprungligen publicerat av Dave Prosper: april 2021 Senast uppdaterad av Kat Troche. Här finns senaste artikeln från NSA och Hubblebilden april 2026 NASA.

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.