Så matar svarta hål sig själva

 

Bild wikipedia på den elliptiska galaxen NGC 4696 maged by Legacy Surveys. 

Ett internationellt forskarteam där en astronom från University of Michigan ingick avslöjade hur ett svart hål lyckades dra åt sig materia och gas och växa samtidigt som det slungar ut materia och gas i galaxen.

"Vi har nyligen hittat detta fotografiska bevis på hur svarta hål får sitt bränsle och hur de får detta material att även växa i storlek," beskriver Hyunseop "Joseph" Choi, postdoktoral forskare vid University of Michigans institution för astronomi. Forskningen bakom upptäckten leddes från University of Montreal och möjliggjordes med hjälp av världens mest kraftfulla rymdteleskop, JWST (James Webb teleskopet). Studien var ett NASA-uppdrag utvecklat i samarbete med Canadian Space Agency och Europeiska rymdorganisationen (ESA). Upptäckten gjordes då man undersökte en galax vid namn NGC 4696 där ett supermassivt svart hål finns i centrum.

"Vi ser här för första gången hur gas faller tillbaka in i ett svart hål" beskriver Choi som började arbeta med detta projekt som postdoktoral forskare i Montreal innan han började på University of Michigan.

Nästan varje massiv galax i universum har ett supermassivt svart hål i sin kärna som är miljoner eller till och med miljarder gånger mer massiva än vår  sol. När dessa svarta hål aktivt drar in omgivande material fungerar de som kosmiska motorer. De släpper loss kraftfulla jetstrålar och energivindar utåt som kan forma hela galaxen runt dem, bromsa tillblivelsen av nya stjärnor och påverka hur galaxen växer över tid.

Astronomer kallar dessa typer av svarta hål aktiva galaxkärnor, (eller AGN). "Det JWST avslöjar är att svarta hål kan vara de ultimata kosmiska återvinnarna," beskriver Julie Hlavacek-Larrondo, professor vid University of Montreal och huvudförfattare till teamets studie publicerad i The Astrophysical Journal Letters (se nedan).

"Det svarta hålet frigör enorma mängder energi som värmer omgivningen, men samma gas kan senare kylas ner till tunna filament som faller tillbaka inåt och återigen matar det svarta hålet. Vi ser nu denna självförsörjande cykel i praktiken."

För att testa om denna förklaring håller undersökte  teamet teorin genom datorsimuleringar av systemet. Den simulerade gasen betedde sig på ett sätt som nära matchade vad JWST observerade vilket gav starkt och oberoende stöd till den föreslagna teorin och upptäckten.

"Det är spännande att JWST-observationer nu gör det möjligt för oss att direkt testa och begränsa våra datasimuleringar av svarta håls matning genom att jämföra dem med vad vi ser runt ett verkligt svart hål," beskriver Minghao Guo, doktorand vid Princeton University och medförfattare till studien och var den som ledde datasimuleringarna i studien.

En liknande struktur hade tidigare observerats i en annan galax, NGC 1275  i Perseus-hopen, med hjälp av ALMA-observatoriet i Chile. De nya resultatet i NGC 4696 tyder på att denna återvinningsmekanism kan vara vanlig i galaxerna i universum.

"Vi har bara hittat ett säkert exempel vi hoppas kunna använda JWST inom en snar framtid igen för att se om vi kan fånga den här typen av bild från andra svarta hål," beskriver Choi. "Jag ser mycket fram emot vad våra framtida JWST-program kan avslöja om hur svarta hål matar sig själva."

Studien kan läsas här i The astrophysical journal letters .

Detta händer i rymden under september 2026

 

Bild En himmelskarta med utsikt sydväst efter solnedgången den 20 september 2026. NASA/JPL-Caltech

Från 14 till 20 september, ungefär en timme efter solnedgången, se söderut för att lokalisera månen på kvällshimlen. Natt efter natt skiftar månen position mot bakgrundsstjärnorna och passerar nära Antares. Denna ljusa, rödaktiga stjärna markerar stjärnbilden Skorpionens hjärta. Utöver det ser du Tekannan, en grupp ljusstarka stjärnor i Skyttens stjärnbild som liknar en tekanna, komplett med handtag, lock och pip. Om du är under en särskilt mörk himmel kan du se dimmig ånga stiga från tekannans pip. Följ ångan till dess tjockaste del, och du kommer att se mot centrum av Vintergatan.

Titta västerut den 18 september när Venus når sin topp i strålglans och lyser som starkast denna kväll..

Du behöver inte leta länge för att hitta den. Strax efter solnedgången kommer Venus att framträda som en lysande ljuspunkt lågt ovanför den västra horisonten, som överglänser alla stjärnor runt omkring. En klar vy över horisonten ger dig bäst chans att hinna ifatt den innan den går ner.

 Den 26 september står augustimånen (förr ofta benämnd skördemånen) i centrum och stiger upp i öster strax efter solnedgången.

Den kommer inte att vara ensam. Saturnus dyker upp i närheten med svagt lysande Neptunus som fullbordar en vid triangel på himlen.

Saturnus är den som lättast ses med bara ögonen. Neptunus är lite mer utmanande. Vid ungefär magnitud 8 är den för svagt lysande för att ses med blotta ögat. Då behöver man kikare eller teleskop för att upptäcka dent. Mörkare himmel och goda observationsförhållanden kan hjälpa till att få den i sikte.

En atmosfärisk våg med form som en dekagon omger Saturnus sydpol

 

Bildhttps://geometriskafigurer.se/  En dekagon är en tiohörning som den på bilden.

Nya observationer med NASAs Hubble-rymdteleskop har avslöjat en gigantisk, utvecklande, tiosidig atmosfärisk våg som omger Saturnus sydpol med formen som en dekagon. Denna upptäckt markerar första gången ett stort, regelbundet atmosfäriskt mönster har observerats på planetens södra halvklot. Formationen liknar anmärkningsvärt Saturnus berömda hexagon (sexhörning) vid dess norra pol, men är tydligt annorlunda vilket tyder på att forskare  bevittnar ett nytt atmosfäriskt fenomen under utveckling på gasjätten.

"Vi har aldrig sett något liknande på Saturnus södra halvklot," beskriver Amy Simon, studiens medförfattare och OPAL:s huvudforskare vid NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Den norra hexagonen har funnits där under mer än 40 år. Den södra är annorlunda den verkar stärkas vilket ger oss den sällsynta möjligheten att se ett gigantiskt atmosfäriskt mönster utvecklas."

Upptäckten var möjlig eftersom Saturnus årstider gradvis gjorde att  planetens sydpolkom i sikte från jorden där astronomer som gemensamt analyserar bilder av Saturnus från markbaserade observatorier först identifierade den. Ett Saturnusår är cirka 29,4 jordår. Varje årstid på Saturnus varar i nästan sju jordår.

Agustín Sánchez-Lavega, huvudförfattare till den nya studien (se nedan) är forskare vid Baskiens universitet i Spanien. På universitetet drivs en webbplats, kallad Planetary Virtual Observatory Laboratory som tar emot markbaserade bilder av solsystemets planeter som tillhandahållits av observatörer från hela världen. Astromerna Trevor Barry och Jean-Paul Oger var de som först lade märke till ett subtilt böljande band längs den södra polen på Saturnus. Ytterligare bilder från 2025 tagna från marken antydde ännu starkare dekagonstrukturen.

Det är då Hubble-observationerna kom in i bilden. Hubbles vy från rymden erbjuder oöverträffad bildskärpa och rumslig upplösning över Saturnus fulla rotationer.

"Med tanke på Saturnus symmetri i dess nord-sydliga jetströmssystem har vi sedan 1990 letat efter en motsvarighet till Saturnus norra hexagon på sydpolen i Hubble-bilder," beskriver Sánchez-Lavega.

 "Bilder från NASAs Cassini-farkost, som kretsade kring Saturnus mellan 2004 och 2017 visade inga tecken på en långlivad formation. Hubble-data bekräftade funktionens närvaro tillbaka till 2023." Vågen sitter inom en av Saturnus kraftfulla jetströmmar och sträcker sig genom flera lager av atmosfären vilket indikerar att det inte bara är en molnnivåstruktur utan en vertikalt utsträckt atmosfärisk struktur. Dekagonens uppenbara position förskjuts något, eftersom Hubble fångar bilder i olika våglängder.

"Det mest fascinerande för mig är att den verkar ha bildats nyligen," beskriver Simon. "Frågan är, varför de bildats nu?"

Författarna säger att ytterligare studier behövs med  Hubbleteleskopet och NASAs James Webb Space Telescope, samt analys av datormodeller för att förstå hur dekagonen bildades, hur länge den kan finnas kvar och hur den kan jämföras med den långlivade hexagonen i norr.

Resultaten publicerades på onsdagen i tidskriften Science Advances och kan läsas här. 

En centaur som blev en komet och nu färdas in mot solen

Bild Wikipedia Fördelningen av asteroider i det yttre av solsystemet. De orange prickarna är centaurer medan de gröna är objekt i Kuiperbältet.

En centaur är en klass av isiga asteroider eller småplaneter som roterar runt solen mellan Jupiter och Neptunus.

Mer än 5 miljarder kilometer från jorden har nu ett uråldrigt isigt objekt börjat långsamt röra på sig.

Den är på väg in i solsystemet och är känd som Centaur 450P/LONEOS. Nu  har den  börjat släppa från sig gas och damm något som förknippas med kometer men inte med centaurer. Planetforskare under ledning från UCF:s (University of central Florida) inklusive docent Charles Schambeau säger att de bevittnar de tidiga stadierna av en centaur som omvandlas till en komet.

Med observationer gjorda med hjälp av  NASAs James Webb Space Telescope och Gemini North-teleskopet på Hawaii upptäckte forskarna koldioxidgas, is, damm och tecken på nyligen termisk aktivitet kring 450P/LONEOS.

"Centaurer är  viktiga för vetenskapen eftersom de anses vara övergångsobjekt som härstammar från områden långt ut i solsystemet och långsamt utvecklas till att bli kometer genom solens uppvärmning under dess färd in mot solsystemets inre.

Forskare tror att 450P/LONEOS började "vakna" efter en nära gravitationskonfrontation med Saturnus 1992 som resulterade i att dess bana förändrades. Endast en relativt liten andel av kända centaurer visar synlig aktivitet vilket gör objekt som 450P/LONEOS särskilt värdefulla att studera för att förstå hur primitiva isiga objekt utvecklas över tid.

Analys tyder på att objektets senaste aktivitet kan vara kopplad till en uppvärmning under dess yta. När amorf is, en oregelbunden form av is som fångar gaser i sin porösa struktur värms upp och omvandlas till kristallin is släpper den ut koldioxidgas i rymden och tar med sig damm vilket skapar ett koma (skenet man ser runt en komet då den närmar sig solen). "Vi tror att denna process kan förklara hur 450P blev aktiv efter att dess bana ändrades och den började få mer solljus," beskriver Schambeau. "Den frigjorda gasen kan läcka ut genom den porösa kärnan och lyfta dammkorn in i den omgivande koman (i betydelsen moln av gas och stoft som omger en komets kärna när den närmar sig solen)."

"Att studera objekt som 450P hjälper oss att koppla samman olika stadier av små objekts utveckling," beskriver Schambeau. "Centaurer är sannolikt besläktade med transneptuniska objekt och några av dessa kommer så småningom att bli kortperiodiska kometer. Genom att studera deras aktivitet, ytegenskaper och flyktiga sammansättning kan vi lära oss om hur kometkärnor förändras när de rör sig inåt genom solsystemet, hur länge de bevarar primitiva isar och vilka fysiska processer som förvandlar ett annars lugnt isobjekt till en aktiv komet."

Resultaten av upptäckten och studien har godkänts för publicering i Planetary Science Journal och kan ge nya insikter i hur avlägsna isobjekt utvecklas till aktiva kometer när de migrerar inåt genom solsystemet. 

Forskningen stöddes av NASAs Solar System Observations Program under ansökarnummer 80NSSC23K0678, Space Telescope Science Institute genom JWST-GO-02416 och Florida Space Research Initiative.

Nya rön om Isjätteplaneter och diamantregn

 

Bild wikipedia Neptunus sedd från Voyager 2. En av två isjätteplaneter i vårt solsystem den andra är Uranus.

"Vi kunde ta små diamantprover och chockkomprimera dem till temperaturer varmare än solens yta och till tryck högre än i centrum av Neptunus och Uranus och ändå mäta atomstruktur, temperatur, densitet och optisk reflektivitet," beskriver studieförfattaren och LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory) forskaren Marius Millot i en ny studie (se nedan).

På LLNL har man studerat diamanters extrema beteende i årtionden. Labbforskaren Jon Eggert och kollegor var banbrytande inom högtryckssmältningsexperiment för cirka 20 år sedan och laborerade då öcer om diamanters densitet ökade vid smältning under mycket hög temperatur.

"Även om detta är ganska ovanligt bland de flesta material vi alla känner vi till ett sådant beteende," beskriver LLNL-forskaren Marius Millot. "Flytande vatten det är tätare än is, vilket får isbitar att flyta. Jons upptäckt innebär att diamant skulle kunna flyta i flytande kol vid högt tryck."

Även om det arbetet var en milstolpe inom området ledde det till fler frågor. En särskild förbryllade forskarsamhället. Frågan om det fanns ungefär 20 % skillnad mellan de observerade och förutsagda smälttemperaturerna för diamanter.

"Oavsett vad teoretikerna gjorde även med de mest avancerade datorsimuleringsteknikerna kunde man inte återupprepa experimenten," beskriver Millot.

Vid Sandia National Laboratories avslöjade användningen av dess Z-maskins extrema magnetfält   genom att chockkomprimera små diamantprover ytterligare ett mysterium. Sandia-forskarna upptäckte att  något fick diamanter att ta ett extra steg på vägen mot smältning genom att omvandlas från diamant till en annan kristallin struktur innan den slutligen blev en vätska. Datasimuleringar visade att det troligt var riktigt men ingen kunde direkt mäta atomstrukturen för att bekräfta det.

För att frågorna genomförde LLNL-teamet laserdrivna dynamiska kompressionsexperiment vid University of Rochesters laboratorium för laserenergiteknik (LLE). Med hjälp av Omega Laser Facility förångade forskarna det yttre lagret av en diamant vilket skickade en pressande chockvåg genom  diamantens inre.

Att göra detaljerade, entydiga och precisa mätningar under kompression var och är en komplicerad process. De höga kompressionerna varade bara i en miljarddels sekund. Teamet tvingades därmed att samla in all avgörande information, inklusive röntgendiffraktionsdata som belyser atomstrukturen, under ovan korta tidsram.

"Detta var första gången som chockkomprimerad diamant undersöktes med röntgendiffraktion ända fram till smältning," beskriver Millot. "Dessa mätningar är extremt svåra eftersom kol är en liten och lätt atom. Den sprider väldigt få röntgenstrålar så signalen vi behövde mäta var ganska svag."

LLE-teamet spelade en avgörande roll i att utveckla och underhålla de förbättrade diagnostiska verktygen. Det  ledde till en ny mätning av smälttemperatur som nästan helt stämde överens med datasimuleringarna och därmed stängde resultatet från 20 år tidigare (se ovan).

"Även om det var frustrerande att upptäcka att våra ursprungliga temperaturmätningar var mer än 1 000 grader fel är det spännande att se en så dramatisk förbättring av datakvaliteten med vår nya diagnostik," beskriver Eggert.

I kontrast till den nya överenskomna smälttemperaturen visade arbetet en annan historia än fasövergången som indikerats vid Sandia. Kolet låg kvar i en diamantstruktur hela vägen tills det smälte och hoppade över alla mellanliggande faser.

"Vi tror att det beror på att provet inte hinner förändras när det bara får en enda stöt. Den är fortfarande kvar i diamantstrukturen," beskriver Millot.

Den skillnaden kan vara avgörande för framtida experiment och simuleringar med hög energitäthet. Det antyder att materialets respons beror på exakt hur stöten appliceras och inte bara på tryck och temperatur.

Den nyfunna överensstämmelsen mellan teori och experiment har direkta konsekvenser för forskning inom fusionsenergi (omvända energin till den som används i kärnkraftverk)

I experiment med tröghetsinneslutning genererar kraftfulla lasrar chockvågor som driver en liten diamantkapsel inåt. Den resulterande implosionen komprimerar fusionsbränslet inuti kapseln till de extrema tryck och temperaturer som krävs för fusion.

Att smälta diamanten till en enhetlig slät vätska under den initiala stöten är avgörande för att minimera implosionsbrister, vilket kan orsaka att en fusionsreaktion försvinner. För att säkerställa att den första stöten smälter diamantkapseln använde forskarna vid National Ignition Facility (NIF) vid LLNL vanligtvis en relativt stark första stöt.

"Vårt arbete visar att vi kan använda något långsammare initiala stötar och ändå uppnå full smältning av diamanten i våra NIF-implosioner," beskriver Millot. "Det här är spännande eftersom en långsammare stöt skulle göra fusionsbränslet mer komprimerbart. Det ökar i sin tur det maximala energiutbytet vi kan uppnå med samma laserenergi."

Prognoser tyder på att dessa långsammare stötar kan tredubbla energiökningen förutsatt att andra nedbrytningsmekanismer kan kontrolleras.

Resultaten ger också planetforskare ett nytt fotfäste. Insidan av isjättar som Neptunus och Uranus är i princip otillgänglig så forskarna förlitar sig på laboratorieexperiment och datamodeller för att gissa vad som händer under ytan. Vissa studier antyder att isjättar kan kristallisera kol djupt inne i sitt inre, där det skulle falla och bilda "diamantregn." Eftersom experimenten undersökte diamanters beteende vid tryck som överstiger det inne i isjättar ger senaste smältdata en stark grund för mer realistiska förutsägelser om planetbildning och utveckling.

Studien är  publicerad i  Nature Physics och kan läsas där

Här dokumenterar forskare vid Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hur diamant smälter under tryck tre gånger högre än förhållandena i jordens kärna.

Det löser två långvariga skillnader inom området och matchar slutligen experimentella resultat med simuleringar baserade på kvantmekanik. Att tillämpa resultaten på tröghetsinneslutningsfusion kan tredubbla energivinsten och den nya förståelsen av diamants högtrycksfaser kan omforma modeller av planetariska inre.

Övriga LLNL-författare som deltog i studien inkluderar Federica Coppari, Amy Lazicki, Yong-Jae Kim, Otto Landen, Vladimir Smalyuk och Peter Celliers. LLNL:s target fabrication specialist Renee Posadas och Eric Folsom vid HED Science Center Technology Facility bidrog också till arbetet. Studien stöddes av LLNL:s program för laboratoriestyrd forskning och utveckling.

Vägen till komplexa aromatiska molekyler i rymden

 

Komplexa aromatiska molekyler så kallade PAH-molekyler (polycykliska aromatiska kolväten), utgör en stor del av allt kol i universum och fungerar som viktiga byggstenar i rymdens kemi. De består av sammankopplade ringar av kolatomer omringade av väteatomer.

Bild https://se.pinterest.com/

Ett forskarteam under ledning från University of Hawaiʻi at Mānoa institution för kemi har upptäckt ett snabbare sätt för stora kolbaserade molekyler att bildas i rymden vilket hjälper till att lösa ett långvarigt mysterium om hur vissa av universums byggstenar växer.

Forskare har länge vetat att dessa molekyler är rikligt förekommande i rymden. Men befintliga teorier kan inte förklara hur de bildades tillräckligt snabbt för att matcha vad teleskop observerar eller de materiella provs resultaten från kolhaltiga asteroider som det exempelvis Hayabusa 2  hämtade på asteroiden  Ryugu 2019 .

Teamet demonstrerade processen i laboratorieexperiment där man återskapade de extremt höga temperaturer som finns runt åldrande stjärnor och andra energirika miljöer i rymden. Reaktionerna gav flera stora PAH:er (polycyclic aromatic hydrocarbon) som hade förutspåtts, men som var svåra att förklara med nuvarande teorier.

Upptäckten kan förbättra förståelsen för hur kol utvecklas i universum och hur allt mer komplexa molekyler skapas. Dessa molekyler tros spela en viktig roll i stjärnor, planeter och det material som så småningom bildar solsystem.

"Denna upptäckt förändrar hur vi tror att dessa stora kolmolekyler byggs upp," beskriver professor Ralf I. Kaiser. "I åratal visste vi att de fanns i enorma mängder i rymden, men vi kunde inte förklara hur naturen konstruerade dem så effektivt. Vi har nu identifierat en mycket snabbare väg som hjälper till att koppla samman de minsta kolmolekylerna med de komplexa strukturer som finns i universum."

Forskningen visar att en nyligen identifierad kemisk reaktion kan bygga dessa komplexa molekyler mycket snabbare än man tidigare trott. Istället för att tillsätta kolatomer en i taget tillåter processen flera nya kemiska bindningar att bildas i ett enda steg, vilket påskyndar tillväxten av större molekyler.

Studien heter Aryl radical addition–dehydrocyclization drives rapid polycyclic aromatic hydrocarbon growth och är publicerad i (och kan läsas här i sin helhet) i  Nature Communications i augusti 2026 och huvudförfattare är kemistudenten Shane Goettl  i studien beskrivs en ny kemisk process som kan förklara den snabba bildningen av polycykliska aromatiska kolväten (PAH) stora molekyler bestående av kol och väte som finns över hela universum, från avslocknade stjärnor till gasmolnen mellan stjärnorna. 

Forskningen leddes från UH Mānoa i samarbete med forskare i Taiwan (Agnes Chang) och synkrotronanläggningen SOLEIL i Frankrike (Laurent Nahon).

Stora magmasystem finns under Mars yta

 

Bild En illustration av NASAs InSight-rymdfarkost med sina instrument utplacerade på Mars yta. Crediter: NASA/JPL-Caltech.

Mars har till skillnad från jorden inte en yta uppdelad i rörliga tektoniska plattor. Eftersom plattektonik driver vulkanism, återvinning av materia och kontinentbyggande på jorden antog många forskare att Mars saknade de förutsättningar som krävdes för att få en liknande komplex ytskorpa. Den nya studien utmanar  detta synsätt och föreslår att det på Mars kan ha uppstått en ytskorpa genom intensiv intern återvinning.

Studien baserades på data som NASAs InSight-uppdrag där seismiska vågor från meteoroidnedslag och marsskalv insamlats. Forskare från Oxford’s Departments of Earth Sciences and Statistics använde insamlingarna av dessa data  för att undersöka en mystisk zon cirka 24 kilometer under Mars yta. Tidigare studier hade identifierat denna, men ingen visste vad den representerade. För att testa idén att gränsen markerade en övergång mellan två olika bergarter jämförde Oxford-teamet hundratals möjliga bergartssammansättningar med seismiska data med hjälp av termodynamisk datamodellering och statistiska metoder.

Skillnaden de fann var att 'ultramafiska' (rika på järn och magnesium, men låga på kisel) bergarter konsekvent matchade de fysiska egenskaperna under 24 km-gränsen medan egenskaperna ovanför denna gräns bättre matchade 'mafiska' (innehållande en högre andel kisel) bergarter.

Forskarna tror att detta begravda lager sannolikt bildades då smält sten samlades djupt under marken och gradvis separerades till olika material. Detta skulle då lämnat efter sig ett tjockt restmaterial av täta kristaller vid botten av skorpan medan lättare, mer utvecklade smältor steg uppåt. På jorden sker liknande processer under vulkaniska bågar och är kopplade till bildandet av kontinenter.

Studien leddes av forskare från Oxford University’s Department of Earth Sciences in collaboration with the University of Bristol and the University of Oxford’s Department of Statistics. Bland annat ingick Professor Mike Kendall, Dr Tobermory Mackay-Champion och professor Jon WadeEn artikel som beskriver studien med titeln  'Seismic evidence for a melt-depleted lower crust and transcrustal magmatism on Mars' har publicerats i och kan läsas här i Nature Astronomy.