Galaxen med få stjärnor men med ett gigantiskt svart hål

 

Bild https://mcdonaldobservatory.org Segue 1 är en mycket ljussvag dvärggalax (Omöjligt att se men den finns på bilden) som innehåller få stjärnor. Ny forskning tyder på att det i dess centrum finns ett gigantiskt stort svart hål. Det är en klotformig galax i riktning mot stjärnbilden Lejonet 75000 ljusår från oss. Bild: SIMBAD, DSS.

Astronomer har under lång tid ansett att mycket små dvärggalaxer eller stjärnhopar inte har ett svart hål i sitt centrum utan istället en koncentration av mörk materia. Men forskare vid University of Texas i Austin och University of Texas i San Antonio vänder upp och ner på detta antagande och utmanar astronomernas förståelse av dvärggalaxer. I stället för mörk materia finns det ett gigantiskt svart hål i hjärtat av Segue 1. Ett svart hål som håller samman de få stjärnor som finns i denna dvärggalax.

– Vårt arbete kan revolutionera modellen av dvärggalaxer eller stjärnhopar så att de inkluderar supermassiva svarta hål i stället för halos av mörk materia, beskriver Nathaniel Lujan, doktorand vid UTSA som ledde forskningen.

Upptäckten publicerades nyligen i The AstrophysicalJournal Letters  och är kulmen i en kurs i astronomi som gavs av astrofysikerna Karl Gebhardt (UT Austin) och Richard Anantua (UTSA) vilken gav eleverna möjlighet att använda avancerad datormodelleringsteknik för att studera gravitationens effekt i galaxer. Studenterna använde superdatorer vid Texas Advanced Computing Center vid UT Austin för att skapa hundratusentals komplexa datamodeller. Var och en av dessa kartlade de förväntade banorna för Segue 1:s stjärnor vilket resultat bäst stämde på närvaron av ett svart hål, dess storlek, överflödet av mörk materia och andra hypotetiska faktorer allt i jakten på en modell som nära matchade stjärnornas verkliga rörelser som observerats av W.M. Keck-observatoriet.

Studenterna började med att identifiera stjärnors påverkan i Segue 1. Stjärnorna är där glest utspridda. I galaxens yttre kanter dominerar stjärnor som är på väg bort från galaxen. Genom att mäta populationen av stjärnor i utkanten och subtrahera den från den de i centrala regionen filtrerade de bort stjärnor som var under Vintergatans inflytande (de som är på väg ut från galaxen dras troligen iväg av Vintergatans stjärnors gravitation).

Därefter kartlade teamet hastigheten och riktningen för de återstående stjärnorna. Det stod snart klart att stjärnorna i den mittersta regionen färdades i snabba, snäva cirklar vilket är tecken på existensen av ett svart hål i centrum av galaxen. Data med en hög andel mörk materia eller både mörk materia och ett svart hål, stämde dåligt överens med de modeller som enbart visade på ett svart hål av ofantlig storlek.

Något som var spännande var att försöka  hitta det svarta hålet av denna teoretiskt enorma storlek. Med en massa som uppskattas vara 450 000 gånger större än vår sols massa innebär att den har ungefär 10 gånger större massa än alla stjärnor tillsammans i Segue 1. I de flesta galaxer är annars massan hos ett centralt svart hål inte större än hos stjärnorna i en galax.

– Det finns ett starkt samband mellan ett svart håls massa och värdgalaxens massa. Det svarta hålet i Segue 1 är däremot betydligt större än vad ovan samband visar förklarar Gebhardt. Om detta stora massförhållande som finns i Segue 1 är vanligt bland dvärggalaxer måste vi omtolka hur dessa system utvecklas, beskriver han.

En möjlig förklaring till Segue 1:s utveckling är att den tidigare var en större galax med betydligt fler stjärnor. Men med tiden kan Vintergatans gravitation dragit flertalet till sig (flera är ju fortfarande på väg ut ur galaxen se ovan så det låter troligt) och lämnat  några få kvar.

En annan möjlighet är att Segue 1 liknar en nyupptäckt klass av galaxer som kallas Little Red Dots, som verkar ha utvecklats med enorma svarta hål och mycket få stjärnor. Dessa tidiga galaxer, som finns i de mest avlägsna delarna av universum (i tid och rum) är svåra att studera. Med Segue 1 kan astronomer nu ha ett närliggande objekt som gör det möjligt  att observera några av de processer som antas pågå i Little Red Dots. 

Hur denna dvärggalax än har utvecklats har Segue 1 visat sig vara en spännande utmaning för de nuvarande teorierna om dvärggalaxer.

Medförfattare till studien inkluderade UT Austins Owen Chase, Maya Debski, Claire Finley, Om Gupta, Alex Lawson, Zorayda Martinez, Connor Painter och Yonatan Sklansky och UTSA:s Loraine Gomez, Izabella Marron och Hayley West. Forskningen stöddes av Simons Foundation.

Stora koronamassutkastningar var omvälvande i solens första tid.

 

Bild https://www.kyoto-u.ac.jp/ Konstnärs skildring av en koronamassutkastning från EK Draconis (en ung stjärna av samma slag som vår sol). Den heta och snabba utkastningen visas i blått, medan den svalare och långsammare utkastningen visas i rött. (NAOJ)

Forskare vid Kyoto university visar att   under solen och jordens första tid var solen så aktiv att dessa CME:er (koronamassutkastningar)  kan ha påverkat uppkomsten och utvecklingen av livet på jorden. Faktum är att tidigare studier har avslöjat att unga solliknande stjärnor ofta producerar kraftfulla utbrott som vida överstiger de största solutbrotten från vår sol i vår tid.

Stora CME:er från solens första tid kan ha haft en stor inverkan på den tidiga miljön på jorden, Mars och Venus. Oklart dock i vilken utsträckning explosioner i unga stjärnor uppvisar solliknande CME:er. Under de senaste åren har den kalla plasman hos CME upptäckts genom optiska observationer. Den höga hastigheten och den förväntade frekventa förekomsten av starka CME:er i det förflutna har dock inte kunnat bevisas ha skett i vårt solsystem.

För att förstå mer försökte ett internationellt team av forskare, inklusive Kosuke Namekata vid Kyoto University undersöka om unga solliknande stjärnor därute  producerar solliknande CME:er.

"Det som inspirerade oss mest var det långvariga mysteriet om hur den unga solens våldsamma aktivitet kunnat påverka den  jordens början", beskriver Namekata. "Genom att kombinera rymd- och markbaserade observatorier i Japan, Korea och USA kunde vi rekonstruera vad som kan ha hänt för miljarder år sedan i vårt eget solsystem."

Teamets analys inkluderade samtidiga insamlade ultravioletta observationer med rymdteleskopet Hubble och optiska observationer med markbaserade teleskop i Japan och Korea. Deras mål var den unga stjärnan EK Draconis.  Hubbleteleskopet användes för  observationer av ultravioletta emissionslinjer vilka är känsliga för het plasma, medan de tre markbaserade teleskopen samtidigt observerade väte Hα-linjen vilken spårar kallare gaser. Dessa samtidiga spektroskopiska observationer av flera våglängder gjorde det möjligt för forskargruppen att fånga både de varma och kalla komponenterna i utkastningar av korona i realtid.

Observationerna ledde till de första bevisen för en multitemperaturmässig koronamassutkastning från EK Draconis. Teamet fann att het plasma på ca100 000 grader Celcius kastades ut med en hastighet av 300 till 550 kilometer per sekund, följt cirka tio minuter senare av en svalare gas på cirka 10000 grader Celsius som kastades ut med en hastighet på 70 kilometer per sekund. Den heta plasman innehöll mycket mer energi än den kyligare  plasman vilket tyder på att frekvent starka CME:er i det förflutna kunde ge starka chocker och energirika partiklar som kunde erodera eller kemiskt förändra tidiga planeters atmosfärer.

Teoretiska och experimentella studier stöder den avgörande roll som starka CME:er och energirika partiklar kan spela för att initiera biomolekyler och växthusgaser, som är avgörande för uppkomsten och upprätthållandet av liv på en planets tidiga existens. Upptäckten har stor betydelse för förståelsen av planeters möjligheter till livsformer och de förhållanden under vilka liv uppstod på jorden och  någon annanstans.

Djupt under Medelhavet sker jakten på neutrinos

 

Bild wikipedia Den första observationen av en neutrino skedde i en bubbelkammare 1970. En neutrino kommer från höger, träffar en proton, och tre laddade partiklar lämnar spår. En myon uppstår och lämnar det långa spåret till det övre vänstra hörnet; protonen lämnar det korta spåret snett uppåt; det tredje spåret är en pimeson som skapats i kollisionen.

Neutrinon är en elementarpartikel (en av materiens minsta beståndsdelar)  som tillhör familjen leptoner vilka saknar elektrisk laddning (obs ska inte förväxlas med neutronen som är en av byggstenarna i atomer)

Varje sekund passerar miljarder neutriner genom jorden och även våra kroppar utan att lämna ett spår efter sig. De har ingen elektrisk laddning och nästan ingen massa. De är minst en miljon gånger lättare än en elektron och växelverkar sällan med materia vilket gör dem extremt svåra att upptäcka. Under Medelhavets finns Europas neutrinoteleskop KM3NeT. Höga strängar av sensorer sträcker sig en kilometer ner till havsbotten, arrangerade i ett stort 3D-rutnät. 

Dess syfte är att fånga in de spöklika subatomära partiklar som kallas neutriner vilka kan färdas obehindrat i universum, genom planeter och stjärnor  och visa ledtrådar utifrån sin riktning om händelser långt bort i universum som skett i tid och rum.

I gryningen den13 februari 2023 upptäckte KM3NeT en intensiv blixt av ren energi. Det var den mest energirika neutrino som någonsin observerats. Effekten var 30 gånger större än något tidigare mätresultat. Forskare har sedan dess försökt ta reda på var den kom. "Neutriner är de mest intressanta partiklarna som finns just nu", beskriver Paschal Coyle vid Frankrikes nationella centrum för vetenskaplig forskning där man samordnar ett EU-finansierat projekt kallat KM3NeT-INFRADEV2 som stöder utvecklingen av KM3NeT-infrastrukturen. "Det finns många mysterier kring dem. De är de minst förstådda av de fundamentala partiklarna."

Neutriner kan passera genom universum utan att absorberas vilket innebär att de bär med sig orörd information från de mest extrema miljöer som vetenskapen känner till ex exploderande stjärnor, svarta hål och kosmiska kollisioner. Den neutrino som upptäcktes 2023, med beteckningen KM3-230213A, registrerades för en energiladdning på 220 petaelektronvolt (PeV). En extraordinärt stor siffra för en enskild partikel och nästan otänkbar inom partikelfysiken. Var kom den ifrån? Ingen vet!

Neutriner produceras av en mängd olika källor, från kärnreaktionerna som de som driver solen till exploderande stjärnor (supernovor) och andra högenergetiska kosmiska händelser. En teori är att de mest energirika neutrinerna härstammar från blazarer. Från de  galaxers aktiva supermassiva svarta hål vilka slungar jetstrålar av mycket energirik strålning direkt mot jorden.

En annan möjlighet är att högenergirik kosmisk strålning som strömmar över universum, kolliderar med ljusets fotoner och bildar neutriner. Om KM3-230213A ursprung är detta tyder det på att kosmogena neutriner (isotoper som bildats i jordens eller andra himlakroppars yttre lager genom kosmisk strålning) är vanligare än man trott.

"Eller så hade vi bara tur vid upptäckten", medger Coyle. Det kan vara så att KM3NeT av en slump lyckades upptäcka en sällsynt neutrino med mycket hög energi.

Exoplaneten GJ 251 c ska undersökas närmare då det misstänks kan finnas liv på denna.

 

Bild Ett internationellt team av forskare bland annat från forskare vid Penn State vilka gav exoplaneten beteckningen GJ 251 c  (vilken finns 18,2 ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Tvillingarna ), insamlad data tyder på att den har en stenig sammansättning liknande jorden men är nästan fyra gånger så massiv. Källa: Illustration av University of California Irvine . Alla rättigheter förbehållna.

Upptäckten av en möjlig "superjord" mindre än 20 ljusår från Jorden ger forskare nytt hopp i jakten på andra världar som kan hysa liv enligt ett internationellt team forskare från bland annat Penn State (The Pennsylvania State University). Data på GJ 251 c tyder på att den är nästan fyra gånger så massiv som jorden och sannolikt en stenplanet.

Den upptäcktes med i insamlad data från Habitable-Zone Planet Finder (HPF), en högprecisionspektrograf för kortvågigt infrarött ljus. Ett komplext prisma som bryter isär signaler från stjärnljus. Prismat är fäst vid Hobby-Eberly-teleskopet vid McDonald-observatoriet i Texas.  Suvrath Mahadevan professor i astronomi vid Penn State University och hans kollegor gjorde upptäckten genom att analysera en stor mängd data som sträcker sig över 20 år och samlats in av teleskop runt om i världen med fokus på den lilla rörelse, eller "vingling", av planetens sol GJ 251. Denna "vingling" består av små dopplerförskjutningar i stjärnans ljus som orsakas av gravitationen från GJ 251 c i sin omloppsbana.

Även om exoplaneten som teamet upptäckte inte är möjlig att avbilda med nuvarande instrument, beskriver Mahadevan att nästa generation av teleskop bör kunna analysera planetens atmosfär med syftet att avslöja eventuella kemiska tecken på liv.

GJ 251 c är perfekt positionerad för direkt observation med hjälp av mer avancerad teknik. Mahadevan och hans studenter planerar redan för undersökningar med framtida kraftfullare teleskop då den nya generationen av markbaserade teleskop i 30-metersklassen, tas i drift. De nya teleskopen, som är utrustade med avancerade instrument, förväntas ha kapacitet att avbilda närliggande stenplaneter i livsvänliga zonen runt en stjärna.

"Även om vi ännu inte kan bekräfta närvaron av en atmosfär eller liv på GJ 251 c, är planeten ett lovande mål för framtida utforskning", beskriver Mahadevan.

"Vi letar efter den här typen av planeter då de är vår bästa möjlighet att hitta liv därute", beskriver Suvrath Mahadevan och Verne M. Willaman professor i astronomi vid Penn State University och medförfattare till artikeln om upptäckten som publicerats nyligen i The Astronomical Journal.

Exoplaneten ligger i den livsvänliga zonen, eller "Guldlockzonen", på rätt avstånd från sin stjärna för att flytande vatten ska kunna existera på dess yta, om den har rätt slag av atmosfär.

Ytterligare en svårfångad brun dvärg (misslyckat stjärnobjekt) har hittats.

 

Bild  https://subarutelescope.org/ Infraröd bild av den bruna dvärgen J1446B (markerad med pilen). Värdstjärnan (J1446) maskeras i vitt under bildbehandlingen. Den vita stapeln längst ner till höger motsvarar ett vinkelavstånd som motsvarar 10 astronomiska enheter (ungefär avståndet mellan Saturnus och solen). (Källa: Taichi Uyama (Astrobiology Center/CSUN) / W. M. Keck-observatoriet)

I Vintergatan är den vanligaste typen av stjärnor M-dvärgar (röda dvärgstjärnor). 

De utgör mer än hälften av alla stjärnor i Vintergatan. Då röda dvärgstjärnor är ljussvaga är det svårt att se och avgöra hur många av dem som har planeter eller bruna dvärgar . (misslyckade stjärnbildningsobjekt mellanting mellan gasplanet och stjärna). 

 Bruna dvärgar har för låg densitet för att ens lysa som en svaglysande röd dvärgstjärna. De är tyngre än planeter då de stadiet mellan gasplanet och stjärna. Att förstå hur ofta bruna dvärgar bildas och hur många som finns och vilken densitet en sådan har är viktigt att förstå för att förstå mer om hur stjärnor och planeter bildas och utvecklas.

En internationell forskargrupp under ledning från Astrobiology Center, California State University Northridge och Johns Hopkins University har nyligen upptäckt en brun dvärg som kretsar kring en närliggande röd dvärgstjärna med beteckningen LSPM J1446+4633 ( J1446). Stjärnan finns 55 ljusår från jorden. Den bruna dvärgen J1446B som ha en bana runt stjärnan har en massa som är ungefär 60 gånger större än Jupiters och kretsar runt sin sol på ett avstånd som är 4,3 gånger längre ut än det mellan jorden och solen.  Omloppsbanan för den bruna dvärgen tar cirka 20 år. Upptäckten gjordes i kortvågigt infrarött ljus och visade även variationer på cirka 30 procent av dess svaga sken över tid vilket tyder på möjlig molnaktivitet eller atmosfärisk cirkulation på den bruna dvärgen.

– Att studera vädret på dessa avlägsna objekt hjälper oss att förstå hur deras atmosfär bildats och består av ger kunskap för hur vårt sökande i framtiden  efter planeter som kan hysa liv bortom solsystemet bör göras, beskriver Taichi Uyama, forskare vid Astrobiology Center of Japan och huvudförfattare till studien. Att lära hur en atmosfär rör sig och vad den består av ger kunskap om planeten kan hysa liv.

I detta fall  är liv omöjligt. Bruna dvärgar har inte en fast yta utan är gas med en kärna långt därnere och dess atmosfär (gas) har en temperatur av fler tusen grader Celsius.

Livets byggstenar hittade i Stora Magellanska molnet

 

Bild wikipedia  på  dvärggalaxen Stora Magellanska molnet i stjärnbilderna Svärdfisken och Taffelberget. En av Vintergatans satellitgalaxer.

Med hjälp av James Webb Space Telescopes (JWST) Mid-Infrared Instrument (MIRI) upptäckte astroforskare fem olika kolbaserade föreningar i det Stora Magellanska molnet.

Teamet identifierade fem komplexa organiska molekyler i is som omger en ung protostjärna i molnet. Molekyler av vilka många kan hittas här på jorden: metanol och etanol, metylformiat och acetaldehyd (som främst används som industrikemikalier på jorden) och ättiksyra (huvudkomponenten i vinäger). Ättiksyra har aldrig tidigare upptäckts i is i rymden medan etanol, metylformiat och acetaldehyd var de första molekyler som upptäcktes i is utanför Vintergatan. Dessutom observerade teamet spektrala egenskaper som liknar ett annat slag av molekyl i isen, glykolaldehyd, en sockerrelaterad molekyl och föregångare till mer komplexa biomolekyler som komponenter i RNA. Det krävs dock ytterligare undersökningar för att bekräfta riktigheten i denna upptäckt.

Teamet leddes från University of Maryland och NASA-forskare Marta Sewilo, och inkluderade astrofysikerna Dr Joana Oliveira och Dr Jacco van Loon vid Keele University. Forskarlaget redogjorde för sina resultat i en artikel som publicerats i Astrophysical Journal Letters.

– Vi har använt James Webb Space Telescope och fann då förstadier till biotiskt material i en närliggande galax i detta fall Stora Magellanska molnet. Ättiksyra, metylformiat och eventuellt glykolaldehyd är alla förknippade med skapande av de första sockerarterna och som utgör grunden för RNA och DNA - livets grundvalar.

Att hitta dessa även i den orörda miljön i det Stora Magellanska molnet tyder på att livet kan ha börjat någon annanstans än på Jorden eller i vår galax och mycket tidigare än det har gjort på jorden.

Självstyrande system lösningen vid transporter på månen

 

Bild https://www.utoronto.ca/ Doktorand Alec Krawciw, till vänster, och professor Tim Barfoot står bredvid den kanadensiska rymdorganisationens Lunar Exploration Light Rover efter ett fältförsök 2024 (foto med tillstånd av Tim Barfoot)

I en del av ett team under ledning av MDA Space utvecklar professor Tim Barfoot och doktoranden Alec Krawciw teknik till Kanadas föreslagna framtida månfordon för navigering mellan lastavlämningsplatser vid framtida månuppdrag vilket blir en viktig transportutmaning när astronauter landar på månen.

"Utforskning av månen innebär en landningsplats och en livsmiljö cirka fem kilometer i diameter", beskriver Barfoot, som också är chef för U of T Robotics Institute.

"Landningsplatsen ska vara platt för säker ankomst för rymdfärjan samtidigt som livsmiljön måste skyddas från strålning bakom en stenig terräng. Detta skapar en transportutmaning då astronauterna måste kunna flytta all last från rymdfärjan till sin livsmiljö på månen.

Till skillnad från tidigare uppdrag där rovers utforskar terräng i flera riktningar (som nu på Mars) för att samla in data kommer månfarkosten att göra regelbundna tur- och returresor (till jorden) mellan fasta platser för att leverera varor och utrustning till astronauter på månen. Detta blir första gången som en rymdrover kommer att behöva upprepa samma resa vilket gör Barfoots visuella inlärnings- och upprepningsramverk väl lämpat för uppdraget.

"Teach-and-repeat-algoritmer gör det möjligt att styra rovern längs en förutbestämd bana genom att manuellt eller fysiskt köra  och när den sedan väl har lärt sig vägen kan den automatiskt upprepa rutten så många gånger behovet finns", beskriver Barfoot.

Som en del av sin doktorandforskning anpassar Krawciw den självkörande tekniken för integration med den kanadensiska rymdorganisationens testfordon, Lunar Exploration Light Rover (LELR) Se bild och bildtext ovan.

I december 2024 anslöt sig Krawciw och Barfoot till teamet från MDA Space och Centre de Technologies Avancées BRP vid Université de Sherbrooke för att testa det autonoma systemet vid rymdorganisationens analoga terränganläggning i Montreal vilken har likheter med Mars yta. Fälttestet gav teamen möjlighet att identifiera och ta itu med eventuella hårdvaru- och mjukvarubegränsningar vid arbete under månliknande förhållanden.

Efter ett framgångsrikt fältförsök valdes teamet ut av rymdorganisationen i juli 2025 för att genomföra en studie i tidig fas för Kanadas föreslagna månfarkost som en del av myndighetens initiativ för utforskning av månens yta. Detta blir Kanadas nästa bidrag till NASA:sArtemis-program vilket syftar till att etablera en hållbar mänsklig närvaro på månen.

Det var stökigt för de första galaxerna

 

Bild https://www.cam.ac.uk/ JWST:s Grism-läge fångar upp svagt ljus från joniserad vätgas i avlägsna (i tid och rum) galaxer Källa: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)

Ett Forskarlag under ledning av forskare vid University of Cambridge har analyserat mer än 250 unga galaxers ljus och rörelser. Galaxer som existerade när universum var mellan 800 miljoner och 1,5 miljarder år gammalt. Studien visar hur gasen rör sig inuti dessa galaxer forskarna upptäckte då att de flesta var turbulenta, "klumpiga" system som ännu inte hade blivit ordnade roterande skivor som Vintergatan är.

– Vi såg inte bara några spektakulära extremvärden då vi här för första gången en hel population av galaxer på en gång, beskriver studiens huvudförfattare Lola Danhaive från Mavliinstitutet för kosmologi i Cambridge. – Vi fann en enorm variation: vissa galaxer sågs börja etablera sig i en ordnad rotation medan flertalet fortfarande var i kaotisk rörelse av gas som blåstes upp och rörde sig i alla riktningar.

För arbetet använde de James Webbteleskopets instrument NIRCam i ett sällan använt läge för att fånga upp svagt ljus från joniserad vätgas i  galaxerna. Danhaive skrev ny kod för att reda ut data som kom in och matchade den med bilder från andra JWST-kartläggningar med syftet att mäta hur gas rörde sig i  galaxerna.

– Tidigare insamlad data tyder på att massiva, välordnade skivor bildades mycket tidigt i universum vilket visade sig inte passa in i våra modeller, beskriver medförfattaren till studien Dr Sandro Tacchella från Kavliinstitutet och Cavendish Laboratory. – Men genom att se på hundratals galaxer med mindre stjärnmassor i stället för bara en eller två ser vi att vår teori  stämmer mycket bättre än tidigare teorier. Tidiga galaxer var enligt vårt resultat mer turbulenta, mindre stabila och ökade i omfång genom frekventa sammanslagningar och utbrott av ny stjärnbildning.

– Det här arbetet hjälper till att överbrygga klyftan mellan återjoniseringens epok och den så kallade ”cosmic noon”, tiden då stjärnbildning nådde sin kulmen, beskriver Danhaive vilken även är knuten till Cavendish Laboratory. Studien visar hur galaxernas byggstenar gradvis övergick från kaotiska gasklumpar till ordnade strukturer och hur galaxer som Vintergatan bildades.

Studiens resultat har publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 

 I studien beskrivs hur forskningen tyder på att galaxerna gradvis över tid blev lugnare och mer ordnade i takt med att universum utvecklades över tid. Men i det tidiga universum rörde stjärnbildning och gravitations instabilitet upp mycket turbulens men det avslutades med att många galaxer i kaotiska rörelsemönster  till slut  etablerade sig.

Saturnus måne Titan ger oss ny kunskap om hur livet uppkom.

 

Bild wikipedia Här visas de olika lagren av dis i Titans övre atmosfär. Bilden är tagen i det ultravioletta spektrumet.

Forskare vid Chalmers tekniska högskola har tillsammans med NASA  gjort en förvånad upptäckt som utmanar en av kemins grundregler och ger ny kunskap om månen Titan. I den iskalla  miljön där kan ämnen som normalt sett är oförenliga likväl blandas. Det är en upptäckt som ger oss större förståelse av kemin före livets uppkomst på jorden.  Docent Martin Rahm vid institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers har länge arbetat med  att förstå vad som sker på Titan.

 Forskarna har i en ny artikel beskrivet att metan, etan och vätecyanid finns i stor mängd i Titans atmosfär och på dess yta. Dessa ämnen kan på Titan interagera på ett sätt som  inte ansetts möjligt förrän nu. Att vätecyanid vilket är en exceptionellt polär molekyl (en molekyl som har en positiv och en negativ sida, vilket innebär att den har ett dipolmoment), kan bilda kristaller med helt opolära ämnen som metan och etan är förvånande eftersom sådana ämnen normalt håller sig strikt åtskilda, ungefär som olja och vatten. (Kan till viss del jämföras med om en stavmagnet skulle visa sig dra till sig trä)

Bakgrunden till Chalmersstudien var en obesvarad fråga om Titan: Vad händer med cyanväte efter att det har bildats i Titans atmosfär?

– Det ledde till ett spännande teoretiskt och experimentellt samarbete mellan Chalmers och NASA. Frågan vi ställde oss var : Kan mätningarna förklaras av en kristallstruktur där metan eller etan blandas med vätecyanid? Det strider mot en regel inom kemin, "lika löser sig lika", som i princip innebär att det inte ska vara möjligt att kombinera dessa polära och opolära ämnen, beskriver Martin Rahm.

Titan som är Saturnus största måne och en av vårt solsystems  ovanliga världar  kan ha gemensamma drag med jordens tidiga utveckling. Titan är omgiven av en tjock atmosfär som till största delen består av kväve och metan, en sammansättning som kan likna atmosfären på jorden för miljarder år sedan, innan liv uppstod på jorden. Solljus och annan strålning från rymden får dessa molekyler att reagera med varandra vilket är anledningen till att Titan är höljd i ett kemiskt komplext orangefärgat dis bestående av organiska (dvs. kolrika) föreningar. Ett av de  ämnen som skapas är vätecyanid.

På Titans extremt kalla yta finns sjöar och floder av flytande metan och etan. Det är den enda kända platsen i vårt solsystem förutom jorden, där vätskor bildar sjöar på ytan. Titan har väder och årstider. Det blåser, det bildas moln och det regnar, om än i form av metan istället för vatten. Mätningar visar också att det sannolikt finns ett stort hav bestående av flytande vatten flera kilometer under den kalla ytan där i princip liv kan finnas. 

Forskarnas artikel om studien har publicerats i den vetenskapliga tidskriften PNAS. 

Tungt vatten upptäckt i protoplanetär skiva

 

Bilden från  https://www.almaobservatory.org/ visar hur tungvattenmolekyler (H2O, HDO och D2O) har utvecklats och observerats i gigantiska molekylmoln i en protoplanetär skiva och i kometer innan de till slut kan ha tagit sig till jorden. Fotograf: NSF/AUI/NSF NRAO/P. Vosteen, B. Saxton

Astronomer har med hjälp av ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array i Chile) upptäckt dubbeldeutererat vatten (D₂O, "tungt vatten") i en protoplanetär skiva (en skiva av gas och damm) runt en ung stjärna V883 Ori, (som finns i Orionnebulosan ca 20 ljusår bort från oss).

Vattnet i skivan och i förlängningen vattnet i kometer där fanns långt innan stjärnan själv bildades efter att ha färdats genom rymden från uråldriga molekylmoln långt innan solsystemet bildades.

"Vår upptäckt visar obestridligen att vattnet som ses i denna protoplanetära skiva måste vara äldre än den stjärna den omsluter och har bildats i de tidigaste stadierna av stjärn- och planetbildning", beskriver Margot Leemker postdoktor vid institutionen för fysik vid universitetet i Milano, Italien huvudförfattare till en ny artikel i ämnet (se nedan). – Detta är ett stort genombrott för att förstå vattnets resa vid planetbildning och hur vatten tog sig till vårt eget solsystem och möjligen jorden genom liknande processer.

"Fram tills nu har vi inte varit säkra på om det mesta av vattnet i kometer och planeter antingen bildades i unga protoplanetära skivor som den runt V883 Ori, eller om det kom från gamla interstellära moln", beskriver John Tobin, forskare vid U.S. National Science Foundation National Radio Astronomy Observatory (NRAO), andre författare till artikeln.

Detektionen av tungt vatten, med hjälp av känsliga isotopologförhållanden (D₂O/H₂O), visar vattnets uråldriga arv och utgör en felande länk mellan moln, skivor, kometer och planeter. Upptäckten runt V883 Ori  är det första direkta beviset på vattnets interstellära resa från moln till det damm och den gas som bildar planetsystem.  Resultaten av studien beskrivs i Nature Astronomy som "Pristine ices in a planet-forming disk revealed by heavy water" by M. Leemker et al.

Rester av den första Jorden hittade.

 

Bild wikipedia Konstnärs skildring av en kollision mellan två planetkroppar, liknande den hypotetiska kollisionen mellan Theia och protojorden.  

Forskare vid MIT (Massachusetts Institute of Technology) med flera universitet (se nedan) har upptäckt extremt sällsynta rester av "protojorden", som bildades för cirka 4,5 miljarder år sedan innan en kolossal kollision oåterkalleligt förändrade den primitiva planetens sammansättning och skapade jorden som vi känner den idag. Studiens resultat, har publicerats nyligen i tidskriften Nature Geosciences.

 Studien kan hjälpa forskare att pussla ihop de ursprungliga ingredienserna som skapade den tidiga jorden och resten av solsystemet.

För miljarder år sedan var det tidiga solsystemet en virvlande skiva av gas och stoft som så småningom klumpade ihop sig och ackumulerades för att bilda de tidigaste meteoriterna, som i sin tur sammanslogs och bildade protojorden och övriga planeter.

I denna tidigaste fas var jorden troligen stenig och bubblade av lava. Mindre än 100 miljoner år senare slog en meteorit stor som Mars ner i protojorden i ett unikt "jättenedslag" som fullständigt förvrängde och smälte planetens inre, vilket effektivt återställde dess kemi. Det ursprungliga material som protojorden bestod av antogs ha blivit helt och hållet förvandlat. Genom kollisionen bildades enligt en teori (Theiateorin) den nuvarande jorden och månen. 

MIT-teamets resultat tyder på något annat. Forskarna har identifierat en kemisk signatur i en uråldrig bergart som är unik jämfört med merparten av andra material som finns på jorden idag. Signaturen är i form av en subtil obalans i kaliumisotoper som upptäckts i prover av mycket gamla och mycket djupt liggande bergarter. Teamet kom fram till att kaliumobalansen inte kunde ha orsakats av några tidigare stora nedslag eller geologiska processer som sker i jorden för närvarande.

Den mest troliga förklaringen till provernas kemiska sammansättning är att de måste vara överblivet material från protojorden som på något sätt förblev oförändrat, även när det mesta av den tidiga planeten påverkades och omvandlades.

"Det här är kanske det första direkta beviset på att vi har bevarat proto-jordmaterial", beskriver Nicole Nie, Paul M. Cook Career Development Assistant Professor of Earth and Planetary Sciences vid MIT. – Vi ser en bit av den mycket gamla jorden till och med innan det gigantiska nedslaget. Detta är häpnadsväckande eftersom vi förväntar oss att denna mycket tidiga signatur långsamt kom att raderas genom jordens utveckling.

Studiens övriga medförfattare inkluderar Da Wang från Chengdu University of Technology i Kina, Steven Shirey och Richard Carlson från Carnegie Institution for Science i Washington, Bradley Peters från ETH Zürich i Schweiz och James Day från Scripps Institution of Oceanography i Kalifornien.

Mörk materia kan kanske ge ett blått eller rött ljusfenomen

 

Bild wikipedia Galaxhopen MACS J0025.4-1222. Det rosa visar den vanliga materiens fördelning, det blå den mörka materiens.

Mörk materia är något som utgör större delen av universum, Ingen vet vad det är men potentiellt skulle det kunna upptäckas som ett rött eller blått ljus, visar ny forskning.

Studien tyder på att mörk materia som tidigare antagits vara osynlig kan lämna svaga, mätbara sken av ljus när det passerar genom regioner där substansen är närvarande något som utmanar tidigare antaganden om att ljus och mörk materia aldrig interagerar.

Närvaron av mörk materia är bara känd genom dess inverkan på gravitationskraften som formar galaxer och håller dem samman och det ifrågasätts därför sällan att mörk materia kan upptäckas i ljus.

– Det är en fascinerande idé, och vad som är ännu mer spännande är att den här "färgen" under vissa förutsättningar faktiskt kan vara detekterbar. Med nästa generations teleskop skulle vi kunna mäta det. Det betyder att astronomin kan berätta något helt nytt om den mörka materians natur vilket gör sökandet efter den mycket enklare beskriver forskarteamet vid university of York (se nedan).

I studien beskrivs hur dessa indirekta partikelinteraktioner skulle kunna testas i framtida experiment, vilket potentiellt gör det möjligt för forskare att utesluta vissa teorier om mörk materia medan de fokuserar på andra och därför hävdar forskarna att den nya studien kan peka på vikten av att ta hänsyn till dessa möjligheter i framtida utveckling av teleskop.

Att förstå mörk materia är fortfarande en av de största utmaningarna inom modern fysik. Nästa steg i detta arbete kan vara att bekräfta dessa upptäckter (av ljuspåverkan) vilket kan ge ett nytt sätt att söka efter ett ämne som hittills bara har avslöjat sig själv genom gravitation.

York-teamet beskriver att bilden kan vara mer komplex. Deras resultat tyder på att ljus kan få en subtil nyans – något rött eller blått – beroende på vilken typ av mörk materia det möter eller vad mörk materia består av Följande tre kandidater misstänks mörk materia bestå av. Axioner: (en hypotetisk elementarpartikel med spinn noll och då en boson) Dessa är en populär kandidat som har föreslagits i flera partikelfysikaliska teorier. 

Neutralinoer: (en supersymmetrisk partikel som är stabil och endast växelverkar svagt med materia) Detta är en annan typ av partikel som forskare tror kan vara en del av mörk materia. 

Fotoner: Även någon slag av fotoner (ljuskvanta) nämns som en möjlig förklaring  till mörk materia. 

Att upptäcka någon av ovan effekt skulle kunna öppna upp ett nytt sätt att studera den osynliga massa som dominerar kosmos. Forskningen är publicerad i tidskriften Physics Letters B av A. Acar, C. Isaacso, M. Bashkanov, D.P. Watts. School of Physics, Engineering and Technology, Department of Physics, University of York Heslington, York, Y010 5DD, UK

Det finns en svag punkt i jordens magnetfält

 

Bild https://www.esa.in Sydatlantisk anomali 2025 jämfört med 2014

Genom 11 års mätningar av  jordens magnetfält från den europeiska rymdorganisationen ESA:s satellitkonstellation Swarm har forskare upptäckt att det svaga området i jordens magnetfält över södra Atlanten. Den så kallade sydatlantiska anomalin  har expanderat med en yta som är nära hälften av det kontinentala Europa till yta sedan 2014. Jordens magnetfält är livsviktigt för livet på jorden. Det är en komplex och dynamisk kraft som skyddar oss från kosmisk strålning och laddade partiklar från solen.

Det genereras till stor del av ett globalt hav av smält, virvlande flytande järn som utgör den yttre kärnan cirka 3000 km under oss. Detta virvlande är som en snurrande ledare i en cykeldynamo och skapar elektriska strömmar som i sin tur genererar vårt ständigt föränderliga elektromagnetiska fält. Processerna är komplexa.

Swarm är ett Earth Explorer-uppdrag som utvecklats inom ramen för ESA:s Earth Observation FutureEO-program och består av en konstellation av tre identiska satelliter som exakt mäter de magnetiska signaler som kommer från jordens kärna, mantel, skorpa och hav, jonosfären och magnetosfären. 

Tack vare Swarm uppdraget får forskare  kunskap om de olika källorna till magnetism vilket hjälper till att förstå hur och varför magnetfältet försvagas på vissa platser och förstärks på andra. Idag är den sydatlantiska anomalin av särskilt intresse för rymdsäkerheten eftersom satelliter som passerar över regionen utsätts för högre doser av inkommande strålning. Något som kan leda till funktionsfel eller skador på kritisk hårdvara och strömavbrott.

De senaste resultaten från Swarm-uppdraget publicerades nyligen i Physics of the Earth and Planetary Interiors. Här visas att medan den sydatlantiska anomalin expanderade stadigt mellan 2014 och 2025 har ett område i Atlanten sydväst om Afrika upplevt en snabb försvagning av jordens magnetfält sedan 2020. 

"Den sydatlantiska anomalin är inte bara ett enda block", beskriver huvudförfattaren till studien Chris Finlay, professor i geomagnetism vid Danmarks tekniska universitet. – Det förändras på ett annat sätt i Afrika än i Sydamerika. Det är något speciellt som händer i den här regionen som gör att fältet försvagas.

Detta beteende är kopplat till märkliga mönster i magnetfältet vid gränsen mellan jordens flytande yttre kärna och dess steniga mantel, så kallade omvända flödesfläckar.

Professor Finlay beskriver: "Normalt skulle vi förvänta oss att se magnetfältslinjer komma ut från kärnan på södra halvklotet. Men under den sydatlantiska anomalin ser vi oväntade områden där magnetfältet istället för att komma ut ur kärnan, går tillbaka in i kärnan. Tack vare Swarm-data kan vi se att ett av dessa områden rör sig västerut över Afrika vilket bidrar till försvagningen av den sydatlantiska anomalin i denna region.

De senaste Swarm-resultaten belyser den dynamiska karaktären hos jordens magnetism. På södra halvklotet finns det till exempel en punkt där magnetfältet är särskilt starkt och på norra halvklotet finns  två. En runt Kanada och en runt Sibirien.

– När man försöker förstå jordens magnetfält är det viktigt att komma ihåg att detta inte är en enkel dipol som en stavmagnet. Det är bara genom att ha satelliter som Swarm som vi kan kartlägga den här strukturen fullt ut och se hur den förändras, beskriver professor Finlay.

Filaments strukturer sammanslås i molekylmolnet G34

 

Bild https://english.cas.cn/ Det molekylära molnet G34. Trefärgad sammansatt bild av WISE 3.4 (blå), 12 (grön) och 22 μm (röd) band (bakgrund). De vita konturerna representerar den integrerade intensiteten hos 13CO. De cyan och grönfärgade cirklarna indikerar H II-områden. (Bild av SUN Mingke)

Med hjälp av CO (J=1-0) molekyllinjedata erhållna från 13,7-metersmillimetervågsteleskopet vid Purple Mountain Observatory's Delingha Observatory, genomförde SUN Mingke, doktorand vid Xinjiang Astronomical Observatory of the Chinese Academy of Sciences och hans medarbetare en systematisk studie av det galaktiska molekylmolnet G34. De avslöjade här kollisionssignaturer och dynamiska mekanismer av trådliknande strukturer i denna region. G34 finns i riktning mot stjärnbilden Aquila, ungefär 10 000 ljusår från oss.

I studien identifierade forskarna två gigantiska filament, betecknade F1 och F2, i G34-regionen. Genom att analysera deras rumsliga fördelning och hastighetsrörelse fann forskarna tydliga bevis för pågående kollisioner mellan filamenten.

Fraktionerna av gas med hög kolonndensitet (N(H2)>1,0×1022 cm-2) inom F1 och F2 är relativt låga, endast 4,16 % respektive 8,33 %. I hela regionen är endast en tät klump rumsligt associerad med en WISE 22 μm infraröd stoftkärna. Fynden tyder på att F1 och F2 befinner sig i ett tidigt utvecklingsstadium och att här för närvarande bildas stjärnor med låg massa.

Dessutom ökar både hastigheten och linjemassan hos filamenten gradvis från sina ändar in mot centrum, i en antikorrelation med gravitationspotentialen. Detta indikerar att gravitationell potentiell energi omvandlas till kinetisk (rörelse) energi vilket belyser gravitationens betydelse för filamentutvecklingen.

Dessutom fann man inga H II-regioner associerade med F1 och F2, vilket tyder på att dessa storskaliga strukturer ännu inte påverkas av stjärnåterkoppling (påverkan från andra stjärnor) i joniserade regioner. Istället styrs deras dynamik främst av självgravitation. Vilket ger ytterligare stöd för scenariot att filamentkollision är en nyckelmekanism som driver utvecklingen av detta system.

Studien ger inte bara nya observationsbevis för bildandet och utvecklingen av filamentära strukturer utan belyser också den viktiga roll som gravitations drivna processer spelar för att forma dynamiken här. Resultaten bidrar till en djupare förståelse av de tidiga evolutionära mekanismerna i jättelika trådliknande strukturer i Vintergatan

Resultatet av studien har publicerats i tidskriften Astronomy & Astrophysics.

Gravitation omformar magnetfält i stjärnhopar

 

Bild wikipedia infraröd bild av Kattassnebulosan av James Webb-teleskopet. Ett stjärnbildningsområde i molekylmolnet NGC 6334 som finns i riktning mot stjärnbilden Skorpionen 4500 ljus bort .

Astronomer har fångat den tydligaste bilden hittills av hur massiva stjärnor uppkommer vilket avslöjar ett dramatiskt samspel mellan gravitation och magnetfält i några av vår galax mest dynamiska stjärnbildningsområden.

Ett team under ledning av Dr. Qizhou Zhang från Centrum för astrofysik | Harvard & Smithsonian använde Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) till att genomföra den mest omfattande och detaljerade kartläggningen hittills av magnetfält i 17 områden där massiva stjärnhopar  bildas just nu. Observationer som sträcker sig ner till bara några tusen astronomiska enheter (ungefär 10 gånger avståndet från solen till Pluto) och ger den första statistiska uppgiften om hur de osynliga krafterna magnetism och gravitation ger effekter som formar bildandet av stjärnor djupt in i gigantiska molekylmoln.

Nya ALMA-observationer (Almateleskopet finns i Chile) som Zhangs forskarlag gjort har gett viktig kunskap om hur dessa krafter konkurrerar och samverkar. Genom att mäta hur magnetfältens riktningar förändras på olika avstånd från unga protostjärnor fann forskarna att då gasen  tätnar börjar gravitationen vinna den kosmiska dragkampen mellan denna och magnetismen. Magnetfält, som till en början motstår gravitationen dras gradvis i linje med infallande gas vilket tydligt indikerar att gravitationen blir den ledande kraften som formar det kollapsande molnet.

Studien är den första där astronomer statistiskt visar hur de spårat hur magnetfält beter sig när gravitationen drar ett stjärnbildande moln inåt, mätt i tusentals astronomiska enheter, över ett stort urval av massiva stjärnhopsbildande områden. Resultaten avslöjade ett överraskande mönster: magnetfältets orienteringar sker inte bara slumpmässigt. I stället visar de två preferenser: ibland i linje med gravitationens riktning, ibland vinkelrät vilket visar ett komplext och utvecklande förhållande mellan dessa två kosmiska krafter.

 Resultaten av denna studie publicerades i The Astrophysical Journal som "Impact of Gravity on Changing Magnetic Field Orientations in a Sample of Massive Protostellar Clusters Observed with ALMA" av Q. Zhang et al. 

Ett mystiskt mörkt objekt har upptäckts därute i universum.

 

Bild https://www.mpg.de/ Överlagring av den infraröda strålningen (svart och vit) med radioemissionen (färg). Det mörka objektet med låg massa är beläget vid gapet i den ljusa delen av bågen på höger sida. © Keck/EVN/GBT/VLBA

Teamet använde ett nätverk av teleskop från hela världen, bland annat Green Bank Telescope, Very Long Baseline Array och European Very Long Baseline Interferometric Network. Data från detta internationella nätverk av teleskop korrelerades vid Joint Institute for VLBI ERIC i Nederländerna och bildade ett superteleskop i jordens storlek som kunde fånga de subtila signalerna av gravitationslinsning från det mörka objektet. De fann att objektet har en massa som är en miljon gånger större än solens och ligger i ett avlägset område i rymden, cirka 10 miljarder ljusår från jorden. En tid när universum bara var 6,5 miljarder år gammalt.

Detta objekt är med  lägst massa som hittats med denna teknik, med en faktor på cirka 100. För att uppnå denna känslighetsnivå var teamet behövt skapa en högupplöst bild av himlen med hjälp av radioteleskop runt om i världen. John McKean från University of Groningen, University of Pretoria och South African Radio Astronomy Observatory, vilken ledde datainsamlingen och är huvudförfattare till en artikel om fenomenet, beskriver: "Från den första högupplösta bilden observerade vi omedelbart en avsmalning i gravitationsbågen, vilket är ett tecken på att vi var något på spåren. Bara en liten klump av massa mellan oss och den avlägsna radiogalaxen skulle kunna orsaka detta. För att analysera den enorma datamängden var teamet tvunget att utveckla nya modelleringsalgoritmer som bara kunde köras på superdatorer. – Datan är så stor och komplex att vi var tvungna att utveckla nya numeriska metoder för att modellera den.

Det var inte okomplicerat eftersom det aldrig hade gjorts tidigare, beskriver Simona Vegetti vid Max Planck-institutet för astrofysik. "Vi förväntar oss att varje galax, inklusive vår egen Vintergata, ska vara fylld med klumpar av mörk materia, men att hitta dem och övertyga samhället om att de existerar kräver en hel del siffertuggande", fortsatte hon. Teamet använde en speciell teknik som kallas gravitationsavbildning, som gjorde det möjligt för dem att "se" den osynliga mörka materiaklumpen genom att kartlägga dess gravitationslinseffekt mot den radioljusbåge.

– Med tanke på hur känsliga våra data är förväntade vi oss att hitta minst ett mörkt objekt, så vår upptäckt stämmer överens med den så kallade "teorin om kall mörk materia" som mycket av vår förståelse av hur galaxer bildas bygger på, beskriver Devon Powell vid Max Planck-institutet för astrofysik och huvudförfattare till studien.. "Efter att ha hittat en kanske klump av mörk materia är frågan nu om vi kan hitta fler och om deras antal fortfarande kommer att stämma överens med modellerna."

Teamet analyserar nu insamlad data ytterligare för att bättre förstå vad det mystiska mörka objektet kan vara, men de tittar också på andra delar av himlen för att se om de kan hitta fler exempel på sådana mörka objekt med låg massa med samma teknik. Om de fortsätter att hitta sådana mystiska objekt i andra delar av universum, och om de verkligen visar sig vara helt utan stjärnor, kan vissa teorier om mörk materia vara uteslutna.

Röda jättestjärnor ses sällan explodera men de gör detta utan insyn för oss

 

Bild https://news.northwestern.edu/ Med hjälp av NASA:s James Webb Space Telescope har ett internationellt team fångat den mest detaljerade glimten hittills av en dödsdömd stjärna – markerad i rutan ovan – innan den exploderade. Upptäckten kan bidra till att lösa det flera decennier gamla mysteriet om varför massiva röda superjättar sällan exploderar. Bildkredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Charles Kilpatrick, Aswin Suresh

Ett team av astronomer under ledning från Northwestern University har fångat den mest detaljerade bilden hittills av en dödsdömd stjärna innan den exploderade.

Med hjälp av NASA:s James Webb Space Telescope (JWST) har ett internationellt forskarlag för första gången identifierat en supernovas ursprungsstjärna eller föregångare, i mellanvågigt infrarött ljus. Dessa observationer i kombination med arkivbilder från rymdteleskopet Hubble – avslöjade en explosionen  från en massiv röd superjättestjärna, insvept i ett oväntat hölje av stoft. 

Astronomer har länge antagit att de tyngsta åldrande stjärnorna också kan vara de dammigaste. Dessa tjocka mantlar av stoft kan fördunkla stjärnornas ljus till den grad att de är helt omöjliga att upptäcka. De nya JWST-observationerna stöder hypotesen.

Upptäckten kan bidra till att lösa det flera decennier gamla mysteriet om varför massiva röda superjättar sällan exploderar. När allt kommer omkring förutspår teoretiska modeller att röda superjättar borde utgöra majoriteten av supernovor som kollapsar i kärnan. Den nya studien visar att dessa stjärnor exploderar, men att de helt enkelt är döljs och blir utom synhåll i tjocka moln av stoft. Först med JWST:s  kapacitet kan astronomer äntligen tränga igenom stoftet och har nu upptäckt dessa fenomen vilket överbryggar klyftan mellan teori och observation.

"I flera decennier har vi försökt bestämma exakt hur explosioner av röda superjättestjärnor ser ut", beskriver Charlie Kilpatrick vid Northwestern, som ledde studien.

– Det är först nu, med JWST som vi äntligen har den kvalitet på insamlad data genom observationer i infrarött ljus som gör att vi kan säga exakt vilken typ av röd superjätte som exploderade och hur dess omedelbara omgivning såg ut. Vi har väntat på att detta skulle hända att en supernova skulle explodera i en galax som JWST  hade observerat och som fanns i dennas insamlade data. Vi kombinerade då Hubbleteleskopets insamling av data med JWST-data för att helt karakterisera den här stjärnan för första gången beskriver Kilpatrick.

Studien är publicerad i The Astrophysical Journal Letters. Det är första gången som JWST har upptäckt en supernova. 

Interstellära kometen 3I/ATLAS innehåller vatten

 

Bild https://phys.org/ NASA:s Swift Ultraviolet/Optical Telescope (UVOT) observerade den interstellära kometen 3I/ATLAS under dess  två besök i juli och augusti 2025. Panelerna ovan visar bilder i synligt ljus (vänster) och ultraviolett ljus (höger), där det svaga skenet av hydroxyl (OH) spårar vattenånga som slipper ut från kometen. Varje bild kombinerar dussintals korta, tre minuter långa exponeringar, noggrant staplade för att nå totala integrationstider på cirka 42 minuter i synligt ljus och 2,3 timmar i ultraviolett ljus. Swifts utsiktspunkt ovanför jordens atmosfär gjorde det möjligt för astronomer att upptäcka dessa ultravioletta strålar som normalt är osynliga från marken. Bildkälla: Dennis Bodewits, Auburn University

En komet är ett fragment av is och stoft som rör sig i ett solsystem eller mellan dessa. Sommaren 2025 upptäcktes en komet som kom från en okänd plats bortom vårt solsystem, beteckningen på kometen blev 3I/ATLAS. Den var det tredje kända objektet som kommit från en okänt solsystem in i vårt.

När forskare vid Auburn University riktade NASA:s Neil Gehrels Swift-observatorium mot den gjorde de en anmärkningsvärd upptäckt. Upptäckten av hydroxylgas (OH) ett kemiskt fingeravtryck som visar på vatten. Att detektera vatten  genom dess ultravioletta ljus och upptäcka biprodukten hydroxyl  (början till vatten det fattas en väteatom för att bli vanligt vatten) är ett stort genombrott för att förstå hur interstellära kometer utvecklas. 

I kometer i vårt solsystem är vatten den måttstock som forskare använder för att mäta deras totala aktivitet och spåra hur solljus driver utsläpp av andra gaser. Det är det kemiska riktmärket som förankrar varje jämförelse av flyktiga isar i en komets kärna.

Att hitta samma signal i ett interstellärt objekt innebär att astronomer för första gången kan börja placera 3I/ATLAS på samma skala som används för att studera kometer i vårt solsystem vilket är ett steg mot att jämföra kemin mellan planetsystem i hela galaxen. (Det intressanta är om vi kan finna någon skillnad i denna komets utsläpp i förhållande till de vi känner till i vårt eget solsystem)

Det som gör 3I/ATLAS anmärkningsvärt är var denna vattenaktivitet sker. Swift-observationerna upptäckte OH när kometen var nästan tre gånger längre bort från solen än jorden är långt bortom det område där vattenis på en komets yta lätt kan sublimera (omvandlas från fast form ex is till gas) och uppmätte då en vattenförlust på cirka 40 kilogram per sekund  ungefär utmatningen från en brandslang som går på högsta volym.

"När vi upptäckte vatten eller dess svaga ultravioletta eko, OH  från en interstellär komet ser vi något från ett annat solsystem", beskriver Dennis Bodewits, professor i fysik vid Auburn. "Det säger oss att ingredienserna för livets kemi inte är unika för vårt eget solsystem."

"Varje interstellär komet hittills har varit en överraskning", tillägger Zexi Xing, postdoktoral forskare och huvudförfattare till studien. "Oumuamua var en asteroid utan tecken på vatten, Borisov var rik på kolmonoxid och nu avger ATLAS vatten på ett avstånd där vi inte förväntade oss detta skulle kunna ske.

3I/ATLAS har nu försvunnit ur sikte men kommer att bli observerbar igen efter mitten av november vilket ger en ny chans att spåra hur dess aktivitet utvecklas när den närmar sig solen. Den aktuella upptäckten av OH, beskrivs i The Astrophysical Journal Letters 

En kraftfull "udda radiocirkeln" har hittats därute

 

Bild https://www.ras.ac.uk/ En stillbild från animationen av RAD J131346.9+50032 Credi RAD@home AstronomyCollaboratory (India) Licence type Attribution (CC BY 4.0)

Dessa ovanliga ringar är ett relativt nytt astronomiskt fenomen som upptäcktes för första gången för sex år sedan. Endast en handfull bekräftade exempel är kända. De flesta är 10-20 gånger större än Vintergatan.

ORC:er är enorma, ljussvaga, ringformade strukturer av radiostrålning som omger galaxer och som bara är synliga i radiobandet i det elektromagnetiska spektrumet och består av relativistiskt, magnetiserat plasma. Tidigare forskning har föreslagit att de kan orsakas av chockvågor från sammansmältande supermassiva svarta hål eller galaxer.

Nu föreslås i istället i en ny studie publicerad nyligen i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  att ljusringarna istället kan vara kopplade till supervindsutflöden från spiralformade radiogalaxer.

Forskare under ledning från University of Mumbai gjorde sin upptäckt med hjälp av medborgarforskningsplattformen RAD@home Astronomy Collaboratory och Low-Frequency Array (LOFAR), världens största och känsligaste radioteleskop som arbetar vid låga frekvenser (10 till 240 megahertz). 

Källan, med beteckningen RAD J131346,9+500320, ligger nästan vid rödförskjutningen ~0,94 (tiden då universum var hälften så gammalt som nu), vilket gör den till både den mest avlägsna och den mest kraftfulla orc som vi känner till. Dr Ananda Hota, grundare av RAD@homeAstronomy Collaboratory för medborgarforskning , beskriver: "Detta arbete visar hur professionella astronomer och medborgarforskare tillsammans kan tänja på gränserna för vetenskapliga upptäckter. RAD J131346.9+500320 är den första ORC som upptäckts genom medborgarforskning och den första som identifierats med hjälp av LOFAR.