Nya kvantmaterial kan öka möjligheten att finna vad mörk materia är.

 

Bild wikipedia Galaxhopen MACS J0025.4-1222. Det rosa visar den vanliga materiens fördelning, det blå det vi kallar mörk materia.

Fysiker har sökt efter och söker ännu efter mörk materia sedan många år, Knut Lundmark var astronom vid Lunds universitet var den som första gången använde begreppet mörk materia då han sökte en förklaring till vad som drev universums expansion. Året var 1930.  Ungefär 85 % av all materia i universum anses bestå av mörk materia. Även om dess gravitationella påverkan formar galaxer och kosmos storskaliga struktur har mörk materia aldrig setts bara effekter av det vi kallar mörk materia. 

Till skillnad från vanlig materia avger, absorberar eller reflekterar mörk materia inte ljus vilket gör den i praktiken osynlig. Forskare kan bara söka efter den genom att leta efter de små mängder energi som avsätts när mörk materia-partiklar interagerar med vanliga material. Att upptäcka mörk materia i dessa samspelar med vanlig materia är särskilt utmanande eftersom dessa interaktioner är extremt svaga och kräver material som kan känna av mikroskopiska energiöverföringar.

Forskarteamet från bland annat Hebrew University of Jerusalem (HU) identifierade tre lovande kandidater för detta, titandiselenid (TiSe₂), strontiumruthenat (Sr₂RuO₄) och Hole-doped diamond vars kvantegenskaper naturligt förstärker dessa små signaler. Varje material hyser lågenergikollektiva elektroniska excitationer som kallas plasmoner vilket gör att de kan reagera mycket starkare på de små energiavlagringar som förväntas från synliga mörka materiepartiklar än konventionellt detektormaterial.

Med avancerade kvantmekaniska simuleringar av förstaprinciper beräknade forskarna hur varje material skulle reagera på potentiella interaktioner med mörk materia. Deras resultat visar att detektorer byggda av dessa material kan undersöka tidigare otillgängliga områden av mörk materia  parameterutrymme och därmed prestera bättre än dagens ledande material över ett brett spektrum av partikelmassor. Särskilt detektorer baserade på titandiselenid kan förbättra känsligheten med så mycket som två till tre storleksordningar jämfört med nuvarande referensmaterial.

Studien avslöjar också en annan kraftfull fördel, att två av de föreslagna materialen uppvisar riktad känslighet. Istället för att svara identiskt på partiklar som anländer från alla håll beror deras signaler på orienteringen av de inkommande mörka materiepartiklarna i förhållande till kristallstrukturen. När jorden roterar skulle detta skapa en förutsägbar daglig modulering av detektorsignalen vilket ger forskare ett kraftfullt sätt att skilja äkta mörk materia-händelser från bakgrundsbrus.

Utöver deras exceptionella känslighet är materialen också praktiska kandidater till framtida experiment. Forskarna noterar att alla tre kan syntetiseras med befintliga tekniker där titandiselenid är särskilt väl lämpad för skalbar produktion. I kombination med befintliga detektorteknologier med låg tröskel skulle dessa material kunna utgöra grunden för en ny generation av experiment med mörk materia.

"Mörk materia är och förblir en av fysikens största mysterier och att upptäcka dess natur kräver att vi omprövar inte bara vad de partiklar vi söker är utan också omprövar de material vi använder för att leta efter det," beskriver forskarna. "Genom att identifiera kvantmaterial som naturligt förstärker de små signaler som förväntas från synlig (synligt i så motto att man kan se effekten av den och kanske även ljuset optiskt)  mörk materia har vi upptäckt en lovande ny väg mot experiment som är betydligt känsligare än de som finns idag."

Forskarna anser att deras resultat sträcker sig bortom de tre material som nämns i denna studie. Många kvantmaterial hyser outforskade lågenergikollektiva excitationer som kan visa sig lika kraftfulla för framtida sökningar efter mörk materia och öppna en ny tvärvetenskaplig gräns i skärningspunkten mellan partikelfysik, kvantmateria och detektorteknologi.

Forskningen utfördes av professor Yonit Hochberg och Rotem Ovadia från Hebreiska universitetet i Jerusalem (HU), Dr. Dino Novko från Institutet för fysik i Kroatien och professor Antonio Politano från universitetet i L'Aquila. Arbetet samlade expertis inom partikelfysik, kondenserad materiefysik och materialvetenskap för att ta itu med en av de största obesvarade frågorna inom modern vetenskap. Frågan vad är mörk materia.

Studien, som publicerades i Physical Review Letters, identifierar material vars unika elektroniska egenskaper potentiellt kan överträffa befintliga detektordesigner med flera storleksordningar i sökandet efter den mörka materian. 

Kan det vara så att mörk materia är ett slags kvantmateria? Det är mer rimligt än att leta efter något okänt som inte verkar finnas men likväl ger effekter. Likväl som jag tror mörk energi kan vara ett slags gravitationseffekt vi ännu ej förstår.

Bortom Pluto har Vera Rubin teleskopet upptäckt ett objekt.

 

Bild wikipedia En konstnärs version av Kuiperbältet och Oorts kometmoln.  Här finns säkert många objekt av överraskande slag att upptäcka. 70 000 så kallade transneptuner (TNO) (objekt bortom Neptunus bana) med en diameter större än 100 kilometer beräknas finnsa i detta bälte, mestadels bestående det av mindre asteroider.

Nyligen  tillkännagav MPC (The Minor Planet Center) upptäckten i ett Minor Planet Electronic Circular. Mario Jurić vid fakultet vid University of Washington och Rubin Solar System Lead Scientist, samt Holman nya resultaten vid en presskonferens vid det 58:e årliga mötet för Division for Planetary Sciences (DPS) i Spokane, Washington. 

Presentationen handlade om objektet ED138 som hittats i ett område på himlen nära Vintergatans plan ett område fyllt av miljontals stjärnor. För de flesta teleskop har ED138 gått förlorad bland de otaliga bakgrundskällorna vilket troligen är anledningen till att det inte upptäckts förrän nu. Rubin-observatoriets regelbundna och kontinuerliga övervakning av hela södra halvklotets himmel, kombinerat med kraftfulla algoritmer som sållar igenom miljarder ljuspunkter för att identifiera de som motsvarar små rörliga objekt gjorde det möjligt för teamet att upptäcka ED138.

I de yttre delarna av vårt solsystem, bortom Plutos omloppsbana, gjordes upptäckten av NSF–DOE Vera C. Rubin-observatoriet och det fick beteckningen 2026 ED138. Det är ett stort, ljust transneptuniskt objekt som forskare har identifierat som troligast en  dvärgplanet. Om det bekräftas skulle ED138 vara bland de största dvärgplaneterna som upptäckts i denna region av solsystemet.

ED138 ansluter sig till det snabbt växande urvalet av solsystemobjekt som upptäckts av Rubin sedan det började samla in data  LSST (NSF–DOE. Vera . Rubin Observatory, kom i drift i juni 2026. I april, innan LSST formellt påbörjades, skickade Rubin Solar System-teamet observationer av över 11 000 nya asteroider till IAU Minor Planet Center (MPC), vilket inkluderade ungefär 380 nya TNO:er. Vid den tiden kallade teamet detta för "toppen av isberget" och uttryckte sin entusiasm över de upptäckter som skulle komma när LSST började. Med upptäckten av ED138 börjar dessa förhoppningar gå i uppfyllelse.

"Om ED138 bekräftas som en dvärgplanet, skulle ED138 ansluta sig till en mycket liten familj av världar," beskriver Holman. "Rubin kommer att fotografera hela den södra himlen om och om igen i tio år, så alla andra eventuella dvärgplaneter som gömmer sig på de platser som tidigare kartläggningar hoppade över är nu inom räckhåll."

Nu när Rubin har identifierat ED138 kan forskare runt om i världen organisera uppföljande observationer för att avslöja mer information om dess natur. Bilder av ED138 görs tillgängliga för Rubin-datarättighetsinnehavare på Rubin Science Platform, en online, webbaserad miljö där forskare kan få tillgång till, utforska och bearbeta de enorma mängder data som produceras av LSST. Allmänheten kan också interagera med denna upptäckt i Orbitviewer, en interaktiv webbaserad app som erbjuder ett intuitivt sätt att utforska strukturen i vår kosmiska bakgård i tre dimensioner i realtid.

En unik stoftskiva som visar vårt solsystems framtid

 

Bild https://www.eso.org  Konstans gestaltning av  stoftskivan runt den vita dvärgstjärnan J1328−1450 som finns 1600 ljusår bort från oss. (Källa: ESO/L. Calçada)

När stjärnor som solen närmar sig slutet av sin tid sväller de och släpper ifrån sig sina yttre lager vilket då omsluter närliggande planeter (de som omsluts förintas eller görs omöjliga för liv vår planet tillhör de som förintas när vår sols sista tid kommer). Planeter som Mars som klarar sig  kan brytas isär och bilda en skiva av skräp runt stjärnreliken (den vita dvärgen som är detta och även vår sols framtid)). Fram tills nu har varje gasskiva som hittats runt en vit dvärg varit av en enda, platt, roterande struktur.

Observationer med X-shooter- instrumentet på European Southern Observatory's Very Large Telescope i Chile visade att den vita dvärgen WD J1328−1450 bryter mot detta mönster. De 21 jämförbara system som hittills är kända ger alla en signal med två toppar. Här upptäcktes fyra, signaturen av två koncentriska gasringar separerade av ett tomt gap.

Den inre ringen sträcker sig från cirka 100 000 till 240 000 kilometer ut från WD J1328−1450 medan den yttre ringen sträcker sig från ungefär 375 000 kilometer till mer än 1,3 miljoner kilometer från stjärnan. Upprepade observationer mellan 2021 och 2023 visar att strukturerna förblev stabila under dessa år.

Dr Felipe Lagos-Vilches, institutionen för fysik vidUniversity of Warwick, beskriver ”Strukturer vi ser i detta system är särskilt spännande eftersom de två gasformiga ringarna är anmärkningsvärt stabila och förblir separerade av ett mellanrum. Det antyder att vita dvärgar kan ha skivstrukturer som är mycket mer komplexa än man tidigare trott.”

Gasen i strukturerna innehåller kalcium, syre, magnesium och järn, en blandning som liknar det steniga materialet som finns i vårt eget solsystem. De två ringarna skiljer sig dock markant åt. Den inre ringen är rik på magnesium, medan den yttre ringen har betydligt mindre av detta. Det tyder på att skräpet antingen kommer från två planetkroppar som bildats under olika förhållanden, eller från olika lager av en och samma planet. Teamet föreslår att här finns två planetrester som var och en kretsar kring sin egen ringbehåller strukturen intakt. Genom att interagera med omgivande stoft skulle de frigöra den gas som observeras. Deras storlek kan inte mätas direkt, men modeller tyder på att den inre kroppen inte är större än en typisk asteroid, några kilometer i diameter, medan den yttre kroppen skulle kunna vara lika stor som Pluto eller till och med månen.

Studien, som publicerades i Nature Astronomy  fokuserar på WD J1328−1450, en vit dvärgstjärna cirka 1 600 ljusår från jorden. En vit dvärg är den täta, utbrända kärna som lämnas kvar när en stjärna som solen får slut på bränsle.

Innehållet i gasen ovan kan ge associationer till att en av planetresterna kan ha varit en liknande planet som Jorden och kanske haft livsformer.

Kan Venus haft en måne som kraschat på dess yta?

 

Bild Wikipedia Nedslagskratrar på Venus yta (inte naturlig färg, 3D-projektion rekonstruerad från radardata)

Forskare har teoretiserat att Venus kan ha haft  en måne som träffades av något massivt och utplånade den. Andra teorier kretsade kring idén att Venus aldrig genomgick en kollision med ett främmande objekt som resulterade i en måne.  Att jämföra med jorden där den rådande teorin är en sammanslagning med Theia  resulterade i vår måne. 

 "Min studie (se nedan) visar att Venus inte behövde någon katastrof för att bli det vi kan se idag," beskriver UCR:s (University of California, Riverside) astrofysiker och huvudförfattare Stephen Kane. "Det visar sig att planetens gravitation i kombination med den hastighet den naturligt roterar orsakade att en eventuell måne då skulle kollapsat ner på Venus."

Forskare kan exakt mäta avståndet mellan jorden och månen eftersom NASAs Apollo 11-landning lämnade speglar där (mätningen sker med utkast av laserpulser från jorden mot speglarna på månen och dess hastighet tillbaks som reflex.). "Vi vet att månen långsamt rör sig bort från jorden med en hastighet på ungefär fyra centimeter per år," beskriver Kane. Denna distansering, beskriver Kane, sker eftersom jorden roterar relativt snabbt på 24 timmar per rotation. Energin från denna rotation överförs till månen vilket gör att den avlägsnar sig.

Venus har precis motsatt situation. Det tar Venus 243 jorddagar att genomföra en enda rotation. Så istället för att gradvis röra sig bort, skulle den långsamma rotationen och planetens gravitation få en måne att i spiralform dras inåt mot Venus och sluta med en kollision.

För att testa idén om det hänt skrev Kane datormodeller baserade på fysiken bakom hur planetkroppar interagerar genom gravitation. Han återgav först jordens och dess månes utveckling för att säkerställa att modellen korrekt återgav ett känt system.

Sedan varierade han Venus rotationshastighet och storleken på dess hypotetiska månar, och testade månar med massor från hälften till tio gånger större än jordens månes massa. I de flesta simuleringar var resultatet detsamma: en eventuell måne skulle krascha ner på Venus. Och ju mer massiv månen var desto snabbare kraschade den i tid.

"När jag gjorde denna upptäckt blev jag chockad," beskriver Kane. "Jag trodde säkert att det breda spektrum av scenarier jag utforskade skulle leda till olika resultat. Men allt gick i stort sett åt samma håll."

Upptäckten bevisar inte att Venus en gång haft en måne. Om en måne funnits över Venus är  en öppen fråga. Studien visar däremot att om Venus hade haft en måne, skulle den inte kunna ha fortsatt existera i all oändlighet.

Att hitta fysiska bevis på en sådan kollision är svårt. Ungefär 80 % av Venus yta är liknande i ålder, vilket är bevis på en stor händelse där ytan återbildades för ungefär en miljard år sedan som raderade mycket av planetens tidigare geologiska historia.

Bevis på om en måne kraschat på ytan kan istället finnas under ytan. Forskare tror att jordens måne bildades efter en massiv kollision tidigt i planetens historia och seismologiska studier har avslöjat ovanliga strukturer djupt inne i jorden som kan vara rester av den händelsen. Liknande mätningar på Venus kan ge ledtrådar om huruvida den en gång absorberat en måne.

En sådan kollision skulle också kunna hjälpa forskare att förstå ett annat långvarigt mysterium kring Venus: om jordens närmaste  granne någonsin varit kapabel att hysa liv.

En måne som kraschar in i Venus skulle ha överfört enorm energi och rörelsemängdsmoment till planeten, vilket potentiellt skulle förändrat dess rotation, geologi och klimat. Om Venus en gång hade hav eller andra livsfördelaktiga förhållanden, skulle en sådan kollision kunnat förändrat planetens utveckling.

Konsekvenserna sträcker sig bortom Venus. Forskare som söker efter potentiellt beboeliga världar runt andra stjärnor letar ofta efter planeter som liknar jorden och betraktar närvaron av en måne som en faktor som kan påverka livsmöjligheten där.

Jordens måne driver tidvattnet, kan ha hjälpt till att hålla planeten geologiskt aktiv och har haft en djupgående inverkan på jordens utveckling. Forskare vet dock inte om en stor måne är nödvändig för liv på planet.

"Min känsla är att det finns fördelar med att ha en måne, men det är inte nödvändigt för  för liv ska finnas på planet," beskriver Kane. "Månen har definitivt förändrat hur jorden har utvecklats genom tiden, men vi vet inte helt hur viktig den rollen varit."

Kanes resultat tyder på att även planeter där månar bildats kanske inte kan behålla dem. Långsamt roterande planeter kan få månar att i spiral dras ned mot dess yta och krascha och dramatiskt förändra planeterna i processen.

"När folk tänker på planeter som liknar jorden runt andra stjärnor frågar de sig om här finns en måne?'" påtalar  Kane. "Min studie visar ett oroande scenario för många av dessa fall. Om dessa planeter inte roterar tillräckligt snabbt kommer månen att krascha mot ytan, och det skulle förändra historiens gång för dessa planeter."

Den nya forskningens resultat är publicerad i TheAstrophysical Journal, 

Så kan istället återjoniseringen ha gått till

 

Bild wikipedia Schematisk tidslinje över universum, som skildrar rejoniseringens plats i kosmisk historia.

Rejonisering (återjoniseringen) den process som fick elektriskt neutrala atomer i det ursprungliga universum att rejoniseras efter att ogenomsikten upphört (då universum vid sin första tid var omöjligt att se igenom allt man såg var ett vätemoln). Att upptäcka och studera rejoniseringsprocessen är utmanande flera vägar har prövats. Denna rejonisering drevs som man antar i dag av bildandet av de första stjärnorna och galaxerna.

Ett internationellt forskarteam med bland annat forskare från University of Michigan har avslöjat överraskande resultat som kan omskriva vår förståelse av en viktig övergång i det tidiga universum (Återjoniseringen).

Inom de första miljarderna år efter Big Bang fylldes universum med en dimma av neutralt väte som var ogenomtränglig för ultraviolett ljus. Idag har dock dimman lättat tack vare en epok som började för cirka 13 miljarder år sedan, känd som rejonisering (återjoniseringen).

Under rejoniseringen kolliderade energirik strålning från galaxer i det tidiga universum med neutralt väte som utgjorde dimman och bröt upp den i laddade, eller joniserade, protoner och elektroner.

"Så småningom, när den joniserade majoriteten av vätet som fyllde det intergalaktiska rummet, var återrejoniseringat blev universum det vi ser idag," beskriver Cody Carr, postdoktoral forskare vid U-M vid astronomiska institutionen. "Vi kallar rejonisering för universums sista stora fasövergång."

Men att identifiera källorna till den joniserande strålningen och förstå hur den undkom tidiga galaxer är en utmaning inom astronomin.

"Vi vet inte exakt vilka objekt som orsakade rejonisering eller hur den utvecklades," beskriver Carr, som ledde och genomförde studien som postdoktoral forskare vid Zhejiang University i Kina innan han började på U-M. "Vi vet att det ägde rum, men vi har inga fullständiga svar på de frågorna."

En ledande teori för vad som möjliggjorde rejonisering var att vindar skapade av supernovor, eller exploderande massiva stjärnor, i tidiga galaxer banade väg för joniserande strålning att undkomma. Nu, däremot, med hjälp av Hubbleteleskopet som har bland annat uppdraget att observera närliggande galaxer, har teamet visat att dessa vindar faktiskt saknades i de galaxer där joniserande strålning skedde..

"I princip är det inte vad vi trodde att dessa galaxer läckte joniserande strålning," enligt Carr.

Teamets resultat, publicerade i tidskriften Nature Astronomy (se nedan) stärker en alternativ teori bakom rejonisering. Denna teori hävdar att aktivitet från unga stjärnor hjälpte strålningen att försvinna innan supernovadetonationer skapade vindar tillräckligt kraftfulla för att omforma galaxer.

"Våra observationer visar att dessa fotoner flyr ut innan galaktiska vindar bildades," beskriver Carr.

Carr och hans kollegor arbetar för att säkra mer tid med Hubbleteleskopet för att samla in mer data som kan hjälpa till att besvara frågorna om hur joniserande strålning undkom galaxer. Och under tiden kan denna observation testas i datorsimuleringar och hjälpea astronomer att bättre förstå rejonisering.

"Supernovor spelar en central roll i kosmologiska hydrodynamiska simuleringar som förklarar hur den joniserande strålning undkommer från galaxer," beskriver Renyue Cen, seniorförfattare till studien samt professor och chef för Center for Cosmology and Computational Astrophysics vid Zhejiang University. "Våra fynd understryker behovet av att undersöka hur strålning och vindar från unga stjärnor formar den omgivande gasen innan de första supernovorna exploderade." OBS förstå skillnaden mellan joniserings och återjoniseringens tid.

Med Hubbleteleskopet observerade teamet närliggande galaxer där stjärnor bildas i astronomisk takt  vilka liknar några av de galaxer som tros ha hjälpt till att rejonisera det tidiga universum. Forskarna analyserade spektra från dessa galaxer, mätte vilka våglängder av ljus som undkommer galaxerna och hastigheterna på deras galaktiska vindar.

Gas i dessa vindar absorberar ljus vid specifika våglängder och lämnar dalar i spektra vars positioner och bredder avslöjar hur gasen rör sig. Teamet fann att galaxer med de snabbaste vindarna tillät den liten  del joniserande strålning att undkomma.

"Det verkar som att energitillförsel från supernovor har rört om omgivningen och ökat, snarare än minskat, täckningen av neutral gas och damm som hämmar joniserande strålningsutsläpp," beskriver Stephan McCandliss, huvudförfattare till den nya studien och chef för Center for Astrophysical Sciences vid Johns Hopkins University.

Studien inkluderade nästan 30 samarbetspartners från mer än ett dussin institutioner världen över. Sally Oey, professor i astronomi vid U-M, var en av dessa. Ytterligare finansiering för projektet tillhandahölls av Zhejiang University; Zhejiang provinsiella forskningsstödsprogram på högsta nivå; Nationella naturvetenskapliga stiftelsen i Kina; Ministeriet för vetenskap, innovation och universitet i Spanien; Europeiska regionala utvecklingsfonden; och Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020.

Studien med namnet: Lyman continuum escape during the onset of galactic winds in compact starbursts  kan läsas här.

Återjoniseringen är intressant man frågar sig helt enkelt hur det skedde och varför? För att inte tala om varför och hur och från vad och i skedde BigBang självt. Allt kan egentligen besvaras som det var omöjligt att något skedde från och av noll. Utöver det universums accelererande expansion åt alla håll samtidigt i dag. Kan det expanderas utifrån att allt genom gravitation dras allt närmre mot något i tid och rum?

Här kan den farliga solvinden hitta en väg förbi jordens magnetiska sköld.

 

Bild https://www.oulu.fi/ I ovan simulering av jordens magnetfält kommer solvinden från höger sida på bilden och Kelvin–Helmholtz-vågor är synliga högst upp. Färgen anger plasmats densitet. Bild: Lauri Holappa / Oulu universitet. Kelvin–Helmholtz-vågor uppstår när två skikt av gas eller vätska av olika hastighet eller densitet glider förbi varandra. Då detta sker påverkas skikten dem emellan och krusning uppkommer som bildar vågor som liknar de vågor som bryts på havet.

Jorden omges av ett magnetfält som bildar ett skyddande område känt som magnetosfären. 

 Den skyddar planeten från partiklar och energi som strömmar ut från solen, den såkallade solvinden vilken om den blir för stark kan störa el och internet på jorden. Men megnetosfären är inte förseglad. Vid dess ytterkant interagerar solvinden ständigt med jordens magnetiska sköld.

Dessa interaktioner styr till stor del rymdvädret. På jorden kan effekter uppträda som norrsken, men starka solstormar kan också störa satelliter, positioneringssystem, radiokommunikation och elnät. Den nya studien fokuserar på vågrörelsen som bildas där den snabbt rörliga solvinden sveper förbi magnetosfärens kant.

Vågorna kallas Kelvin–Helmholtz-vågor. Liknande vågmönster kan ibland ses i moln, och relaterade fenomen förekommer i solens atmosfär, vid kanterna av planeters magnetfält och i interstellärt rymd.

"Denna upptäckt växte fram ur en lång process i att tänka igenom vad jag såg. År 2020, när jag besökte NASA som postdoktoral forskare, lade jag märke till ovanliga simuleringsbilder av magnetosfären. Jag insåg senare att de visade Kelvin–Helmholtz-vågor vid magnetosfärens kant och att det skiftande beteendet hos vågorna på olika sidor var en del av samma fenomen," beskriver akademins forskningsstipendiat Lauri Holappa från forskningsenheten för rymdfysik och astronomi vid University of Oulu. Vågorna bildas inte som prydliga spegelbilder. Istället uppträder de asymmetriskt på olika sidor av magnetosfären.

Att studera dessa gränsvågor är utmanande eftersom satelliter bara snabbt passerar genom de mest aktiva områdena. Detta har lämnat forskarna med begränsad information om hur vågorna beter sig under olika solvindsförhållanden. I den nya studien undersökte forskarna deras bildning med datormodeller av hela magnetosfären.

"Asymmetrier i vågrörelsen vid magnetfältets kant har observerats tidigare, men nu kunde vi visa hur de uppstår," beskriver Holappa.

Resultaten visar att den asymmetriska vågaktiviteten orsakas av hur solvindens magnetfält möter jordens magnetfält. Solvinden rör sig  inte jämnt runt jorden. Istället sveper den och draperar sig runt magnetosfären på ett asymmetriskt sätt. Detta draperade magnetfält kan dämpa vågorna, men dämpningseffekten är inte densamma överallt.

Den starkaste vågaktiviteten  bildas på vinterhalvklotet då  norra delen av jordaxeln lutar bort från solen.. Beroende på solvindens magnetfälts riktning koncentreras det antingen på gryningssidan eller skymningssidan.

Studien IMF By-Controlled Dawn–Dusk and Hemispheric Asymmetries of Kelvin–Helmholtz Waves and Reconnection Geometry Under Negative Dipole Tilt publicerades i september 2026 i den vetenskapliga tidskriften Geophysical Research Letters. 

Kan ett svart hål bli två?

 

Bild https://www.sdu.dk/

Två svarta hål kan kollidera och slås samman till ett. Men kan det motsatta hända att ett svart hål delas upp i två mindre? Den frågan utforskas i en ny teoretisk studie: "When Black Holes Admit Pair-of-pants Topologies", publicerad i tidskriften Physical Review D. Se nedan;

- I vår studie undersöker vi vilka fysikaliska lagar som normalt förhindrar att ett svart hål delas till två. Vi undersöker också om vissa omständigheter ändå kan möjliggöra en splittring, beskriver Francesco Sannino, medförfattare till studien och professor i fysik vid Neapels universitet Federico II i Italien och Quantum Field Theory Center vid Syddanska Universitet.

Svarta hål delar sig normalt inte. Ett viktigt hinder som förhindrar detta kommer av termodynamiken.

Ett svart hål har det som fysiker kallar entropi. Enkelt uttryckt är entropi ett mått på hur många olika mikroskopiska sätt ett fysiskt system kan arrangeras samtidigt som det ser likadant ut utifrån. För ett vanligt, icke-roterande svart hål skulle en uppdelning i två mindre svarta hål minska den totala entropin. Det gör processen termodynamiskt ogynnsam.

Men saker kan vara annorlunda med snabbt roterande svarta hål. Teamets beräkningar visar att snabbt roterande svarta hål ger ett möjligt kryphål som möjliggör en splittring.

- Men de två resulterande svarta hålen måste också kunna separera istället för att falla tillbaka tillsammans och bli ett enda svart hål igen. När vi inkluderar detta krav stängs möjligheten till stor del , förutom möjligen för svarta hål som roterar nära sin maximala möjliga hastighet, beskriver Francesco Sannino.

Om en sådan delning skulle inträffa skulle det svarta hålets yttre gräns, känd som händelsehorisonten, bilda en byxliknande form (se bild ovan)  över tid: en sektion som delar sig i två "ben". Detta förklarar studiens ovanliga term "“pair-of-pants topologies”.

Författarna utforskar även mer exotiska möjligheter. I teorier som involverar ytterligare dimensioner av rummet känner fysiker redan till svarta hål-liknande objekt som kan bli instabila och börja brytas isär.

Under vissa av dessa förhållanden kan splittring bli termodynamiskt fördelaktigt, särskilt när ett av de resulterande svarta hålen är mycket mindre än det andra. Men det visar fortfarande inte att fragmenteringen faktiskt ska ske.

- Vi kan ännu inte ge en enda sannolikhet för att ett svart hål ska splittras. Det beror på hur gravitationen beter sig bortom Einsteins teori,och vi arbetar för att kvantifiera detta. Vi förväntar oss att små primordiala svarta hål är mer benägna att splittras än mycket större astrofysiska svarta hål. Vi kan upptäcka en splittring indirekt: gammastråleteleskop som Fermi-LAT kan söka efter signaler från små svarta hålfragment som kan bildas under sammanslagningar, säger Francesco Sannino.

Studien kan läsas här 

Medförfattare till studien är Giacomo Cacciapaglia, forskare vid Centre Nacional de la Recherche Scientifitque (CNRS) vid Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Énergies, ett gemensamt CNRS–Sorbonne Université laboratorium i Paris, samt Manuel Del Piano och Vania Vellucci, båda från Quantum Field Theory Center.

Splittring kan säkert ske då gigantiska gravitationskrafter är i rörelse. Men splittring till två nej det tror jag inte på utan dessa gigantiska gravitationskrafter drar enligt mig säkert all materia samman till en enda kropp efter en eventuell tillfällig gravitationell splittring.