Kosmisk explosion av gammastrålning

 

Bild https://uncnews.unc.edu/ Konstnärs avbildning av GRB 250702B:s ultrarelativistiska jetstrålar (de rör sig nästan i ljusets hastighet) som strålar ut frpn den dammiga, massiva värdgalaxen. (Källa: NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick.)

Astronomer vid University of North Carolina i Chapel Hill har medverkat i att avslöja nya ledtrådar om det längst varaktiga gammastråleutbrott som någonsin observerats. Det vilket varade under nästan sju timmar. Händelsen har fått beteckningen GRB 250702B.

Gammastråleutbrott är intensiva blixtar av högenergirikt ljus som produceras av katastrofala kosmiska händelser, vanligtvis varar dessa bara några sekunder eller minuter. Men GRB 250702B slog rekord. Efter den initiala upptäckten från rymdbaserade teleskop använde forskarna några av världens största markbaserade teleskop för att ta bilder av ett avtagande sken i den massiva, dammiga galax där händelsen skett.

Som en del av en samordnad internationell insats ledde UNC-teamet observationerna tillsammans med några av USA:s största markbaserade teleskop. Teamets data, tillsammans med observationer från European Southern Observatorys Very Large Telescope, NASAs Hubble Space Telescope och röntgendata från röntgenteleskop tyder på att denna explosion kan ha flera möjliga orsaker. Exempelvis kollapsen av en massiv stjärna, kollisionen av exotiska stjärnrester eller  en stjärna som slits sönder av ett svart hål. Men nuvarande observationsdata kan inte svara på vilken teori som stämmer.

"Utbrottet passar inte in i någon av våra befintliga modeller för vad som orsakar gammastrålningsutbrott," beskriver Jonathan Carney doktorand i fysik och astronomi vid UNC-Chapel Hill och huvudförfattare till studien om fenomenet.

Gammastråleutbrott är bland de kraftigaste explosionerna i universum och astronomer måste skynda sig att samla in data innan ljuset bleknar när en sådan upptäcks. Denna händelse var mer utdragen och ovanlig och gav forskarna en sällsynt möjlighet att studera miljön med både information från själva explosionen och senare avbildning av galaxen där detta skett. Forskarna fann att explosionen kom från en avlägsen, massiv dammig galax  som blockerade synligt ljus och endast tillät infraröda och högenergiutsläpp att detekteras.

"Vi är inte säkra på vad som orsakade utbrottet," beskriver Igor Andreoni, medförfattare och biträdande professor i fysik och astronomi vid UNC-Chapel Hill. "Vi vet att det inträffade miljarder ljusår bort i en mycket dammig galax. Våra data visade att ett energirikt fenomen skickade iväg en smal materiastråle i vår riktning som färdades med minst 99 % av ljusets hastighet och trängde igenom tjocka lager av kosmiskt damm."

Händelsen GRB 250702B har satt en ny standard för hur astronomer studerar universums mest kraftfulla och mystiska explosioner. Forskningsartikeln finns tillgänglig online i The Astrophysical Journal Letters.

En av de största snurrande strukturer som hittills hittats därute

 

Bilden  https://www.ras.ac.uk  illustrerar rotationen av neutralt väte (höger) i galaxer som befinner sig i ett utsträckt filament (mitten), där galaxerna uppvisar en koherent bulkrotationsrörelse som följer det storskaliga kosmiska nätverket (vänster).Credit Lyla JungLicenstyp Attribution (CC BY 4.0)

En av de största roterande strukturerna som någonsin hittats i universum  liknas vid en tekoppkarusell i nöjesparker har observerats cirka 140 miljoner ljusår från jorden. Den gigantiska snurrande kosmiska tråden hittades av ett internationellt team under ledning av University of Oxford har en "rakbladstunn" rad av galaxer inbäddad i sig.

Kosmiska filament är de största kända strukturerna i universum. De är enorma, trådliknande formationer av galaxer och mörk materia som bildar  kosmiska fundament. De fungerar som motorvägar längs med vilka materia i stor  rörelse flödar in i galaxer.

Närliggande filament som innehåller många galaxer som snurrar i samma riktning och där hela strukturen verkar rotera är idealiska system att utforska om hur galaxer fick den rotation och den gas de har idag. Det kan även ge möjlighet att testa teorier om hur kosmisk rotation byggs upp över tiotals miljoner ljusår.

I den nya studien beskriver forskarna från oss 14 närliggande galaxer rika på vätgas, arrangerade i en tunn, utsträckt linje på cirka 5,5 miljoner ljusår lång och 117 000 ljusår bredd. Denna linjestruktur finns inuti ett mycket större kosmisk filament som är ungefär 50 miljoner ljusår långt och innehåller mer än 280 galaxer.

Anmärkningsvärt nog verkar många av dessa galaxer rotera i samma riktning som filamentet självt.

Detta utmanar nuvarande modeller och antyder att kosmiska strukturer kan påverka galaxers rotation starkt och under längre tid än man tidigare trott.

Forskarna fann även att galaxerna på vardera sidan av filamentets centrum rör sig i motsatta riktningar vilket tyder på att hela strukturen roterar. Med hjälp av datamodellering av filamentets dynamik drog de slutsatser om rotationshastigheten som blev 110 km/s och uppskattade radien av filamentets täta centrala region till cirka cirka 163 000 ljusår.

Medförfattaren Dr Lyla Jung vid University of Oxford beskriver: "Det som gör denna struktur exceptionell är inte bara dess storlek utan också kombinationen av spinnjustering och rotationsrörelse.

Filamentet verkar vara en ung relativt orörd struktur. Dess stora antal gasrika galaxer och låga inre rörelse visar på ett så kallat "dynamiskt kallt" tillstånd och tyder på att det fortfarande befinner sig i ett tidigt utvecklingsstadium.

Eftersom väte är råmaterialet för stjärnbildning samlar eller behåller galaxer som innehåller mycket vätgas aktivt bränsle till att bilda stjärnor. Studier av dessa galaxer kan därför ge en inblick i tidiga eller pågående stadier i detta.

Det internationella teamet använde för studien data från Sydafrikas MeerKAT-radioteleskop, ett av världens mest kraftfulla teleskop, bestående av en uppsättning av 64 sammanlänkade parabolantenner.

Detta snurrande filament upptäcktes genom en djupgående undersökning av himlen kallad MIGHTEE vid MeerKAT teleskopet under ledning av astrofysikprofessorn Matt Jarvis vid University of Oxford. Arbetet kombinerades med optiska observationer från Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) och Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Studien involverade även forskare från University of Cambridge, University of the Western Cape, Rhodes University, South African Radio Astronomy Observatory, University of Hertfordshire, University of Bristol, University of Edinburgh och University of Cape Town.

Studien publicerades nyligen i Monthly Notices ofthe Royal Astronomical Society  och  här beskrivs  värdefulla nya insikter om hur galaxer bildades i det tidiga universum.

Vintergatans kemiska historia

 

Bilden från wikipedia  är en  avbildning av bråte i Gaia-Enceladus-galaxen. Gula pilar representerar positioner och hastigheter för stjärnor som härstammar från dvärggalaxen, data är hämtade från en simulerad sammansmältning med Vintergatan med liknande egenskaper som den man tror har ägt rum för 8-10 miljarder år sedan. Krediter: ESA (konstnärens tolkning och komposition); Koppelman, Villalobos och Helmi (simulering)

Ledtrådar om hur galaxer som vår Vintergata bildas och utvecklas och varför stjärnor uppvisar kemiska mönster  avslöjas i en ny studie (se nedan).

Den nya studien, skedde  under ledning av forskare vid Institute of Cosmos Sciences vid Universitetet i Barcelona (ICCUB) och Centre national de la recherche scientifique (CNRS). I arbetet användes avancerade datorsimuleringar (kallade Auriga-simuleringar) för att återskapa troliga bildandet av galaxer som Vintergatan i ett virtuellt universum. Genom att analysera 30 simulerade galaxer letade teamet efter ledtrådar om hur dess kemiska sekvenser bildas.

Att förstå Vintergatans kemiska historia hjälper forskare att förstå hur vår galax och  liknande galaxer kom till. Det inkluderar vår granngalax Andromeda. Historien ger också ledtrådar om förhållandena i det tidiga universum och rollen för kosmiska gasflöden och galaxsammanslagningar.

"Studien visar att Vintergatans kemiska struktur inte är en universell ritning," beskriver huvudförfattaren Matthew Orkney, forskare vid ICCUB och Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

"Galaxer kan följa olika utvecklingsvägar för att nå liknande resultat och den mångfalden är nyckeln till att förstå galaxutveckling."

Studien visar att galaxer som Vintergatan kan utvecklas ur två distinkta kemiska sekvenser med olika mekanismer. I vissa fall uppstår två sekvenser från utbrott av stjärnbildning följt av perioder med liten aktivitet, medan den i andra fall beror på förändringar i gasinflödet från galaxens omgivning.

Tvärtemot tidigare antaganden är kollisionen med en mindre galax känd som Gaia-Sausage-Enceladus (GSE) inte en nödvändig förutsättning för att detta kemiska mönster ska uppstå. Istället visar simuleringarna att metallfattig gas från det cirkumgalaktiska mediet (CGM) spelar en avgörande roll i bildandet av den andra stjärnbildningssekvensen.

Dessutom är formen av dessa kemiska sekvenser nära kopplad till galaxens stjärnbildningshistoria.

När nya teleskop som James Webb Space Telescope (JWST) och kommande  som PLATO och Chronos teleskop som kommer att ge mer detaljerade data om stjärnor och galaxer och då kommer forskare att kunna testa ny data och förfina vår bild av kosmos.

"Studien förutspår att andra galaxer kan uppvisa en mångfald av kemiska sekvenser. Något som kommer  att undersökas i 30-metersteleskopens era där sådana studier i yttre galaxer kommer att bli rutin," beskriver Dr Chervin Laporte från ICCUB-IEEC, CNRS-Observatoire de Paris och Kavli IPMU.

Studiens resultat publicerades nyligen i MonthlyNotices of the Royal Astronomical Society och i denna beskrivs ursprunget till en förbryllande egenskap i Vintergatan, förekomsten av två distinkta grupper av stjärnor med olika kemiska sammansättningar kända som "kemisk bimodalitet".

Närbilder på novor

 

Bild wikipedia Teckning av en blivande nova där den vita dvärgstjärnan drar till sig  massa från den röda jättestjärnan. 

Astronomer har tagit bilder av två stjärnexplosioner så kallade  novor under några dagar efter deras utbrott i en aldrig tidigare skådad detaljrikedom. Genombrottet ger direkt bevis för att dessa explosioner är mer komplexa än man tidigare trott då de innehåller  flera utflöden av material i utkastningsprocessen.

"Bilderna ger oss en närbild av hur material kastas ur stjärnan under explosionen," beskriver Georgia States Gail Schaefer, chef för CHARA Array vid Georgia state university . "Att fånga dessa tillfälliga händelser kräver flexibilitet och anpassning av vårt nattliga schema vid teleskopet när nya händelser är på gång." 

Novor uppstår när en tät stjärnrest så kallad vit dvärg genomgår en okontrollerad kärnreaktion efter att ha dragit till sig material från en följeslagarstjärna. Fram till nyligen kunde astronomer endast indirekt dra slutsatser om de tidiga stadierna av dessa utbrott, eftersom det expanderande materialet framträdde som en enda olöst ljuspunkt i telekopet.

Att avslöja hur utkastningarna skjuts ut och interagerar är avgörande för att förstå hur chockvågor bildas i novor vilka först upptäcktes av NASAs Fermi Large Area Telescope (LAT). Under sina första 15 år upptäckte Fermi-LAT GeV-emission från mer än 20 novor, vilket etablerade dessa explosioner som galaktiska gammastråleutsändare och lyfte fram deras potential som multibudbärarkällor.

Den internationella studien som nu blivit klar är publicerad i tidskriften Nature Astronomy 

 "Bilderna ger oss en närbild av hur material kastas bort från stjärnan under explosionen," beskriver Georgia States Gail Schaefer, chef för CHARA Array. "Att fånga dessa tillfälliga händelser kräver flexibilitet att anpassa vårt nattliga schema när nya möjligheter upptäcks."

Astronomer har upptäckt en av de största roterande strukturerna i universum hittills.

 

Bild https://www.ox.ac.u Bilden illustrerar rotationen av neutralt väte (höger) i galaxer som befinner sig i ett utsträckt filament (mitten), där galaxerna uppvisar en koherent bulkrotationsrörelse som följer det storskaliga kosmiska nätverket (vänster). Källa: Lyla Jung

Ett internationellt team under ledning från University of Oxford har identifierat en av de största roterande strukturerna som någonsin rapporterats i form av en 'rakbladstunn' rad av galaxer inbäddade i en gigantisk snurrande kosmisk tråd, 140 miljoner ljusår bort.

Kosmiska filament är de största kända strukturerna i universum. Det är enorma trådliknande formationer av galaxer och mörk materia som bildar ett kosmiskt mönster. De fungerar även som motorvägar längs vilka materia och rörelse flödar in i galaxer.

 Närliggande filament innehåller många galaxer som snurrar i samma riktning hela strukturer verkar rotera. Något som är idealiska system till att utforska hur galaxer fick det spinn och den gas de har idag. De kan också ge ett sätt att testa teorier om hur kosmisk rotation byggs upp över tiotals miljoner ljusår. I den nya studien fann forskarna 14 närliggande galaxer rika på vätgas, arrangerade i en tunn, utsträckt linje av en längd på cirka 5,5 miljoner ljusår och en bredd av117 000 ljusår. Denna struktur finns inuti en mycket större kosmisk tråd som innehåller över 280 galaxer och som är ungefär 50 miljoner ljusår lång.

 Anmärkningsvärt nog verkar många av dessa galaxer snurra i samma riktning som filamentet självt. Detta utmanar nuvarande modeller och antyder att kosmiska strukturer kan påverka galaxernas rotation starkare och under längre tid än man tidigare trott.

Forskarna fann att galaxerna på vardera sidan av filamentets centrum rör sig i motsatta riktningar vilket tyder på att hela strukturen roterar. Med hjälp av datamodeller av filamentets dynamik drog de slutsatsen  att rotationshastigheten var 110 km/s och uppskattade radien för filamentets centrala region till cirka 163 000 ljusår.

Det internationella forskarteamet använde insamlad data från Sydafrikas MeerKAT-radioteleskop, ett av världens mest kraftfulla radioteleskop, bestående av en uppsättning av 64 sammanlänkade parabolantenner. Det snurrande filamentet upptäcktes genom en djup undersökning av himlen kallad MIGHTEE /  under ledning av astrofysikprofessorn Matt Jarvis (Fysikinstitutionen, University of Oxford). Datan kombinerades med optiska observationer från Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)   och Sloan Digital Sky Survey (SDSS) till att avslöja en kosmisk filament som uppvisar både koherent galaxspinnjustering och bulkrotation.

Resultaten, av  studien har publicerats i Monthly Notices of the Royal AstronomicalSociety. 

Han fick Change Award priset för forskning om universums tyngsta grundämnen

 

Bild https://www.ox.ac.uk/  Professor Stephen Smartt från Oxfords universitets fysikinstitution

Professor Stephen Smartt vid Oxfords universitets fysikinstitution är medlem i ett internationellt samarbete som har uppmärksammats med det första Into Change Award från Danmarks ministerium för högre utbildning och vetenskap. Priset hedrar framstående europeiska forskargrupper vars arbete ger vetenskapliga genombrott, gynnar samhället och speglar kärnvärden som nyfikenhet, samarbete och öppenhet.

Priset erkänner ENGRAVE-samarbetet (elektromagnetiska motsvarigheter till gravitationella vågkällor vid Very Large Telescope) i att spåra ursprunget till universums tyngsta grundämnen, skapade av supernovaexplosioner. Genom att göra detta har det hjälpt till att avslöja själva byggstenarna i vår existens.

Priset hyllar ENGRAVE som en modell för vetenskaplig excellens och samarbete, särskilt för dess gemensamma europeiska samordning av teleskop och datainsamling, öppen vetenskaplig ansats och aktiva engagemang av unga forskare. Professor Smartt var en av grundarna av ENGRAVE-samarbetet och den första ordföranden för styrelsen. I september 2022 började professor Smartt vid Oxford University som Wetton Professor i astrofysik och är direktör för Hintze Centre for Astrophysical Surveys.

Professor Smartt beskriver: 'Det är fantastiskt att få detta pris. Jag är mycket stolt över att det europeiska samfundet samlades 2018 för att kombinera sina talanger och beslutade att arbeta tillsammans med dessa sällsynta källor istället för att konkurrera om teleskoptid. Det har varit fantastiskt att se de yngre forskarna i teamet arbeta entusiastiskt tillsammans och dela idéer och svara på ny data i realtid. Det finns verklig energi och insikt från teamet varje gång vi svarar på en gravitationsvågsvarning.'

'Det är en ny era av multibudsastronomi, där gravitationsvågor och ljus tillsammans hjälper oss att besvara grundläggande frågor om vårt universum och vilka vi är genom ENGRAVE har vi visat vad vi kan uppnå med europeiskt samarbete.'

Into Change Award har en prissumma på 8 miljoner danska kronor (cirka 1 miljon euro). Priset 2025 möjliggjordes tack vare generösa bidrag från Carlsberg Foundation, Novo Nordisk Foundation och Villum Foundation. Den kommer att presenteras den 15 december 2025 på Köpenhamns operahus.

Ytterligare information finns på ENGRAVE:s webbplats 

Våldsamma kollisioner mellan galaxer.

 

Bild wikipedia på Andomedagalaxen vilken en gång i en avlägsen framtid kommer att sammanslås med Vintergatan.

Nästan alla massiva galaxer innehåller ett massivt svart hål (SMBH) i centrum. De flesta döljs i mörkret medan de drar i sig gas, damm och stjärnor från omgivningen. Materia som samlas i det svarta hålets ackretionsskiva innan det oåterkalleligt dras ner i avgrunden och avger strålning som avslöjar det svarta hålets position.

En liten andel av galaxerna har en SMBH som lyser starkt eller till och med trycker ut material från sina poler. Dessa kallas aktiva galaxkärnor (AGN). Vissa astronomer har utarbetat teorier om att våldsamma kollisioner mellan galaxer kan spela en viktig roll i antändningen av AGN. Den resulterande turbulensen kan få det extra materialet att samlas i en SMBH:s ackretionsskiva, där friktion och kompression gör materia  varmt nog för att lysa starkt. I de mest extrema fallen är AGN så ljusstarka att de helt överglänser sina värdgalaxer.

Med användning  av den nya AGN-identifieringsmetoden på en miljon galaxer bekräftar Euclid-konsortiet där huvudförfattarna Antonio la Marca och Lingyu Wang från SRON (Space Research Organisation Netherlands) till artikeln nedan deltar nu hypotesen att galaxsammanslagningar spelar en viktig roll i antändningen av AGN. Den insamlade datamängd är tiotals gånger större än i tidigare studier och bekräftar detta. 'Vi drar också slutsatsen att sammanslagningar mycket sannolikt är den enda mekanismen som kan försörja de mest lysstarka AGN:n,' beskriver La Marca. 'Åtminstone är det den primära utlösaren.

'Innan lanseringen av teleskopet Euclid var det svårt att validera denna hypotes på grund av begränsad datakvalitet och små urvalsstorlekar. Men inom en vecka levererade Euclid bilder av hög kvalitet som täcker ett område nära den totala yta som Hubbleteleskopet observerat under över tre decennier.

För att fullt ut utnyttja kraften i dessa data har Euclid-konsortiet, inklusive huvudförfattarna Berta Margalef-Bentabol och Lingyu Wang från SRON, utvecklat ett nytt AI-verktyg för bilddekomposition som inte bara identifierar AGN utan även kvantifierar deras resultat. 'Detta nya tillvägagångssätt kan till och med avslöja svag AGN som andra identifieringsmetoder missar,' beskriver Margalef-Bentabol.

En artikel om studien och dess resultat finns här arxiv.org. 

Vad är klockan på Mars?

 

Bild wikipedia (engelsk) Topografisk karta över Mars med märkta formationer och Mars-dikotomin synlig (norra låglänta och södra höglandshalvklotet)

Marsianska dagar och år är längre än de på jorden. Planetens dag, eller full rotation runt sin axel är 40 minuter längre än jordens och det tar 687 dagar att fullborda en omloppsbana runt solen, jämfört med jordens 365 dagar. Forskare behöver veta hur snabbt eller långsamt varje sekund passerar på Mars jämfört med på jorden.

Om du skulle landa på Mars yta med en atomklocka skulle den fortfarande ticka på samma sätt som på jorden. Men om du jämför Marsklockan med en på jorden kommer de att vara ur synk. Utmaningen är att avgöra hur mycket Mars tid är förskjuten från jordens.

Det var mycket knepigare än vad NIST:s fysiker (National Institute of Standards and Technology, en amerikansk organisation under handelsdepartementet) hade förväntat sig. Einsteins relativitetsteori säger att gravitationens styrka påverkar tidens gång. Klockor tickar långsammare där gravitationen är starkare, och snabbare där gravitationen är svagare. Hastigheten på en planets bana får även klockorna att ticka antingen långsammare eller snabbare beroende på banans längd.

NIST valde en punkt på Mars yta som referens. Tack vare år av data insamlade från tidigare Marsuppdrag kunde Patla och NIST-fysikern Neil Ashby uppskatta gravitationen på Mars  yta, som är fem gånger svagare än jordens gravitation på ytan.

Men de behövde ta hänsyn till mer än bara Mars gravitation. Vårt solsystem har andra massiva kroppar som drar i varandra. Solen står ensam för mer än 99 % av massan i vårt solsystem. Mars position i solsystemet och avstånd från solen inclusive dess grannplanater som jorden, månen, Jupiter och Saturnus  ger den in i en mer excentrisk bana. Jordens och månens banor är relativt konstanta. Tiden på månen är konsekvent 56 mikrosekunder snabbare än tiden på jorden.

"Men för Mars är det inte så. Dess avstånd från solen och dess excentriska bana gör tidsvariationerna större. Ett trekroppsproblem är extremt komplicerat. Nu har vi att göra med fyra: solen, jorden, månen och Mars," beskriver Patla. "

Efter att ha tagit hänsyn till Marsytans gravitation utifrån Mars excentriska bana, solens, jordens och månens effekt på Mars kom Patla och Ashby fram till ett svar. Just nu är kommunikationen mellan jorden och Mars försenad med allt från fyra till 24 minuter (ibland mer).

Att ha en ram för timing mellan planeter banar väg för att skapa synkroniserade nätverk över enorma avstånd.  Einstein visade oss att klockor inte tickar i samma takt i universum. Klockor går något snabbare eller långsammare beroende på gravitationens styrka i omgivningen, vilket gör det knepigt att synkronisera våra klockor här på jorden, än mindre över det enorma solsystemet. Om människor vill etablera en långsiktig närvaro på den röda planeten behöver forskarna veta: Vad är klockan på Mars?

Nu vet man. I genomsnitt tickar klockor på Mars 477 mikrosekunder (miljondelar av en sekund) snabbare än på jorden. Mars excentriska bana och gravitationen från dess  grannar kan dock öka eller minska detta med så mycket som 226 mikrosekunder per dag under Mars-året.  Studiens resultat publicerades i The Astronomical Journal 

Studien är grundad på en tidigare artikel från 2024 där NIST:s fysiker utvecklade en plan för exakt tidmätning på månen.

Jordens tidigaste atmosfärs regn innehöll annorlunda ingredienser än nuvarande regn

 

Bild https://www.publicdomainpictures.net/

Jordens atmosfär kan ha bidragit till livets ursprung mer än man tidigare trott.

Något som beskrivs i en studie publicerad den 1 december i "Proceedings of the National Academy of Sciences" 

 Likt kol är svavel ett essentiellt grundämne som finns i alla livsformer, från encelliga bakterier till människor. Det är en del i vissa aminosyror och byggsten i protein.

Även om den unga jordens atmosfär innehöll svavelelement hade forskare länge trott att organiska svavelföreningar eller biomolekyler som aminosyror uppstod senare som en produkt av levande organismer eller växter.

I tidigare simuleringar av den tidiga jorden misslyckades forskare att upptäcka betydande mängder svavelbiomolekyler. Tiden  innan liv existerade skapades molekyler endast under specialiserade förhållanden.

När James Webb Space Telescope upptäckte dimetylsulfid, en organisk svavelförening som produceras av marina alger på jorden i en exoplanets atmosfär kallad K2-18b  trodde många att det var ett möjligt tecken på liv där.

Men i tidigare arbete har Nate Reed postdoktoral forskare vid NASA  och studiens seniorförfattare Ellie Browne kemiprofessor och CIRES-stipendiat, framgångsrikt framställt dimetylsulfid i sitt laboratorium med endast ljus och vanliga atmosfärers gaser. Detta antyder att denna molekyl kan uppstå på platser där inget liv finns.

Den här gången såg  Browne och Reed och deras team på vad den tidiga jordens atmosfär kunde ha bidragit med. De belyste en gasblandning innehållande metan, koldioxid, vätesulfid och kväve för att simulera jordens atmosfär innan livet uppstod.

Svavel är ett svårt grundämne att arbeta med i laboratoriet, enligt Browne. Det tenderar att fastna på all utrustning, och i atmosfären finns svavelmolekyler ofta i mycket låga koncentrationer jämfört med CO2 och kväve. "Du måste ha utrustning som kan mäta otroligt små mängder av dessa," tillade hon. Med hjälp av ett mycket känsligt masspektrometriinstrument som kan identifiera och mäta olika kemiska föreningar fann  Brownes team att den tidiga jordsimuleringen producerade en hel uppsättning svavelbiomolekyler, inklusive aminosyrorna cystein och taurin, samt koenzym M, en förening som är kritisk för ämnesomsättningen påtalar forskare och samarbetspartners vid CU Boulder (Colorado University) vilket visar att Jordens tidiga atmosfär för miljarder år sedan kan ha producerat svavelhaltiga molekyler som är viktiga för att liv ska uppkomma.

Fyndet utmanar teorin om att dessa svavelmolekyler först uppstod efter att liv redan hade bildats.

"Vår studie kan hjälpa oss att förstå livets evolution i dess tidigaste skeden," beskriver huvudfattaren Nate Reed, postdoktoral forskare vid NASA, som utförde arbetet som postdoktoral forskare vid kemiska institutionen och Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) vid CU Boulder.

Närkontakt mellan två heta stjärnor lämnade avtryck.

 

Bild https://www.colorado.edu Stjärnbilden Stora hunden syns på natthimlen. Beta Canis Majoris finns i slutet av hundens "framben", medan Epsilon Canis Majoris sitter i slutet av "bakbenet." (Källa: CC-bild av Till Credner via Wikimedia Commons)

För nästan 4,5 miljoner år sedan rörde två stora, heta stjärnor nära jordens sol. De lämnade efter sig ett spår i moln av gas och damm som virvlar precis bortom vårt solsystem än idag.

Denna upptäckt visas i ny forskning ledd av Michael Shull, astrofysiker vid University of Colorade Boulder och publicerad den 24 november i The Astrophysical Journal. 

Jordens solsystem omges av det som forskare kallar de "lokala interstellära molnen." Dessa tunna klumpar av gas och damm består mestadels av väte- och heliumatomer och sträcker sig cirka 30 ljusår från ände till ände. Förbi det och vår sol existerar i en del av galaxen som kallas "den lokala varma bubblan", där gas och damm är relativt sällsynta.

Shull beskriver att förståelsen av dessa egenskaper är viktig eftersom de kan ha påverkat livets utveckling på jorden under miljontals år.

"Det faktum att solen befinner sig inne i denna molnuppsättning som kan skydda oss från den joniserande strålningen kan vara en viktig del av vad som gör jorden livsvänlig idag," beskriver Shull, professor emeritus vid institutionen för astrofysik och planetvetenskap vid CU Boulder.

I den nya forskningen använde han och hans kollegor en serie ekvationer, eller modeller, för att katalogisera de krafter som har format vårt hörn av galaxen över tid.

Gruppen undersökte särskilt två stjärnor: Epsilon Canis Majoris, ibland kallad Adhara, och Beta Canis Majoris, eller Mirzam.

Idag finns dessa stjärnor i fram- och bakbenen på stjärnbilden Stora hunden,." Baserat på teamets beräkningar rusade de troligen förbi vår sol för cirka 4,4 miljoner år sedan på ett avstånd av 30 till 35 ljusår en nära beröring i kosmiska termer.

I processen utsände dessa stjärnor, som är mycket varmare än solen, kraftig ultraviolett strålning. Den strålningen "joniserade" de lokala molnen, tog bort elektroner från väte- och heliumatomerna och lämnade dem med en positiv laddning något som forskare fortfarande kan se idag.

"Om du tänker tillbaka 4,4 miljoner år skulle dessa två stjärnor ha varit fyra till sex gånger ljusare än Sirius är idag. Epsilon och Beta Canis Majoris bidrog sannolikt lika mycket till joniseringen av solens lokala moln som den heta gasen i den lokala bubblan.

Stjärnorna finns i dag mer än 400 ljusår från jorden De är B-stjärnor stjärnor som tenderar att leva snabbt och hårt. Epsilon och Beta Canis Majoris kommer bara att brinna i högst 20 miljoner år till. De är ungefär 13 gånger mer massiva än vår sol och brinner vid cirka 21000 till 50000 grader Celcius att jämför med vår sols ligger ungefär 5500 grader Fahrenheit.

Epsilon och Beta Canis Majoris har därför inte lång tid kvar. Shull uppskattar att dessa stjärnor sannolikt kommer att använda sitt sista bränsle och bli supernovor inom de närmaste miljonerna åren. Men de finns så långt från oss att det inte kommer att påverka vårt solsystem.

Upptäckten av kvasi-periodiska svängningar i ovanliga multi-trigger gammastrålningsutbrott

 

Bild https://english.cas.cn/ Ljuskurvan på den tredje triggern (GRB 250702E) tillsammans med dess FFT- och WWZ-effektspektra. (Bild av SONG Feifan)

I en ny studie från  Yunnan-observatorierna vid Kinesiska vetenskapsakademin beskrivs upptäckten av  kvasi-periodiska oscillationssignaler (QPO) i form av en ovanlig gammastråleutbrottshändelse (GRB) i The AstrophysicalJournal. 

GRB är korttids, högenergirikt explosiva fenomen som vanligtvis förknippas med kollaps av massiva stjärnor eller sammanslagning av kompakta objekt. Den 2 juli 2025 upptäckte Gamma-ray Burst Monitor (GBM) ombord på NASAs Fermi-satellit ett ovanligt högenergiutbrott  betecknat GRB 250702DBE som utlöste Fermi/GBM-systemet tre gånger. Trots att evenemanget namngavs enligt standardkonventioner för GRB uppvisade det slående avvikelser då dess varaktighet sträckte sig över flera timmar vilket är mycket längre än för typiska GRB:er (därav kanske beteckning blev fel). Samma källa upptäcktes även i röntgenbandet av Einstein-sonden (EP) och fick här beteckningen EP250702a. Fenomenet har väckt vetenskapligt intresse på grund av sin långa varaktighet och oklara fysiska ursprung och strålningsmekanismer.

Med hjälp av Fast Fourier Transform (FFT) och Weighted Wavelet Z-transform (WWZ) genomförde forskarna en detaljerad tidsserieanalys av Fermis GBM-gammastrålningsdata. Medan inga QPO-signaler identifierades i den första triggern (GRB 250702D), visade den andra triggern (GRB 250702B) en QPO-signal med en frekvens på cirka 0,024 Hz (period ≈ 41,7 sekunder). Den tredje triggern (GRB 250702E) gav en annan QPO-signal med en frekvens på ungefär 0,046 Hz (period ≈ 21,7 sekunder). Forskarna slutförde analysen omedelbart efter händelsen som gav viktiga ledtrådar för att avslöja utbrottets astrofysiska ursprung och underliggande fysiska processer.

De detekterade QPO-signalerna kan vara kopplade till helixstrukturer eller precession inom den relativistiska strålning som genereras av källan. Om det bekräftas som en GRB skulle evenemanget vara ett extremt sällsynt undantag från typiska GRB-egenskaper. Alternativt kan fenomenet härstamma från en tidvattenstörningshändelse (TDE) som involverar ett svart hål med medelstor massa  något som kallas "mikro-TDE" och kan producera sådana ultralånga gammastrålemissioner åtföljda av kvasi-periodiska svängningar.

Forskning enstöddes av National Key R&D Program of China, Natural Science Foundation of China och ett antal av andra finansieringskällor.

En meteorit är som en tidskapsel från det förflutna

 

Bild https://www.nrm.se (Naturhistoriska riksmuseet) Illustration: Åke Johansson av platser i Sverige där meteoriter hittats.

När solsystemet började bildas drogs gas och damm från ett gigantiskt molekylmoln in i en platt skiva av material runt solen. Denna protoplanetära skiva var mycket het till en början men började så småningom svalna. Gravitationen orsakade att damm klumpade ihop sig till större och större bitar. Så småningom bildades små kroppar, på upp 160 km i diameter som kallas planetesimaler.

"Dessa planetesimaler anses vara byggstenarna till  planeter. För att förstå hur jorden bildades måste du också veta hur planetesimaler bildades," beskriver forskare Thomas Kruijer LawrenceLivermore National Laboratory. "Jag tror att vi är lite som detektiver eller historiker, på ett sätt. Vi försöker utveckla en sekvens i dessa händelser."

Den främsta ledtråden till detta detektivarbete kommer i form av meteoriter. Många av dessa rymdstenar kommer från asteroidbältet (som finns mellan Mars och Jupiter) där rester för några av de första kropparna som bildades i solsystemet finns kvar. Genom att analysera meteoriter i laboratorie kan forskare fastställa ålder och sammansättning av prover av dessa som är över 4,5 miljarder år gamla.

Författarna till studien nedan  beskriver de olika typer av meteoriter och vilken information varje typ ger. Odifferentierade meteoriter kommer från planetesimaler som blandades och bildades utan att smälta. De rymmer kalciumaluminiumrika inklusioner (delar i en större helhet)  som möjligen var de första materialen som kondenserade ut ur den protoplanetära skivan. Inuti finns också kondrules, små sfärer som lätt kan dateras och visa när en kropp bildades.

I kontrast genomgick differentierade meteoriter uppvärmning och smälte. Tyngre material som järn sjönk inåt och bildade en planetesimalkärna medan lätta material steg upp till manteln.

"Det är ganska speciellt eftersom jorden också tros ha en järnkärna, men den är så djupt under våra fötter att vi aldrig kan nå den," beskriver Kruijer. "Genom att studera järnmeteoriter kan du också studera kärnorna i planetkroppar."

Så småningom vill Kruijer se att resultat från meteoritprovanalys matas in i storskaliga astrofysiska modeller av protoplanetarskivan. Han hoppas att artikelns sammanställning av meteoritforskning ska fungera som en värdefull resurs för forskare och experter inom närliggande områden.

"Du kan be AI sammanfatta de senaste utvecklingarna inom detta område. Det ger dig en viss uppfattning, men det finns många nyanser och precist språk som används i vetenskapliga artiklar," beskriver han. "Jag tycker att det är väldigt viktigt att ha en väl kurerad översiktsartikel skriven av experter som förstår alla nyanser."

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)-forskaren Thomas Kruijer och medarbetare beskriver hur meteoriter berättar historien om det tidiga solsystemet i en nyligen publicerad artikel i  Space Science Reviews som också ska bli ett kapitel i en kommande lärobok. 

Mikroorganismer konstruerar metan i Siljansringens meteoritkrater

 

Bild wikipedia Siljansringen i Dalarna.

Forskare vid Linneúniversitetet i Småland har upptäckt levande mikroorganismer som producerar metan på ett djup av 400 meter inne i Siljans meteoritkrater i Dalarna. Fyndet ger ny kunskap om ett av jordens äldsta metaboliska system kallat  metanogenes och stärker kopplingen mellan meteoritnedslag och livets överlevnad i extrema miljöer.

Metanogenes ses som en av de tidigaste livsprocesserna på jorden. Genom att odla mikrober från vatten som finns 400 meter under markytan visade teamet att metan bildas från flera kolkällor, inklusive olja.

Genom avancerade analyser och experiment identifierades ett mikrobiellt samspel av en mikroorganism som tillverkar acetat  och en specifik metanogen (Candidatus Methanogranum gryphiswaldense), som utnyttjar en unik metylreduktionsväg.

– Meteoritkratrar är perfekta platser för mikroorganismer som bildar metan, beskriver huvudförfattaren till artikeln nedan doktorand  Femke van Dam vid Linnéuniversitetet. Våra resultat antyder att liknande miljöer på Mars kan hysa liv, särskilt med tanke på att metan upptäckts i Mars atmosfär i närheten av  kratrar.

Henrik Drake, professor vid Linnéuniversitetet och seniorförfattare, tillägger:

– Siljanskratern ger oss en unik inblick i metanproduktion i djupa spricksystem. Nu har vi visat i laboratoriemiljö att mikrober tillverkat den mystiska gasen i Siljansringen.

Upptäckten ger ett nytt perspektiv på djupbiosfärens ekosystem och deras betydelse för planetärt liv både på jorden och på exoplaneter.

En artikel  om upptäckten med namnet “Active methylotrophic methanogenesis by a microbial consortium enriched from a terrestrial meteorite impact crater” finns att läsa  tidningen mBio 

Nyhet om mörk materia

 

Bild https://www.u-tokyo.ac.jp/ Gammastrålebild av Vintergatans gloria. Gammastrålningsintensitetskarta exklusive komponenter utöver halo som sträcker sig cirka 100 grader i riktning mot galaxens centrum. Den horisontella grå stapeln i den centrala regionen motsvarar det galaktiska planområdet, som uteslöts från analysen för att undvika stark astrofysisk strålning. ©2025 Tomonori Totani, Tokyos universitet.

Ännu vet ingen vad mörk materia. Hittills har forskare endast kunnat observera mörk materia indirekt genom dess effekter på observerbar materia, såsom dess förmåga att ge tillräcklig gravitationskraft för att hålla galaxer samman. Anledningen till att mörk materia inte kan observeras direkt är att partiklarna som utgör mörk materia inte interagerar med elektromagnetisk kraft vilket visas genom att mörk materia inte absorberar, reflekterar eller avger ljus.

Många forskare antar att mörk materia består av något som kallas svagt interagerande massiva partiklar tyngre än protoner men som interagerar mycket lite med annan materia. Trots denna brist på interaktion förutspås det att de två partiklarna kommer att annihilera varandra och släppa ut andra partiklar, inklusive gammastrålfotoner när de kolliderar.

Forskare har i åratal riktat in sig på områden där mörk materia är koncentrerad, ex Vintergatans centrum, genom astronomiska observationer för att finna dessa specifika gammastrålar. Med hjälp av de senaste uppgifterna från Fermi Gamma-ray Space Telescope tror professor Tomonori Totani vid astronomiavdelningen vid Tokyos universitet att han äntligen har upptäckt de specifika gammastrålar som förutsägs av annihilation av teoretiska mörka materiepartiklar.

Vi upptäckte gammastrålar med en fotonenergi på 20 gigaelektronvolt (20 miljarder elektronvolt) som sträckte sig i en haloliknande struktur mot centrum av Vintergatan. Gammastrålningsemissionskomponenten matchar mycket den form som förväntas av mörk materie-halo,"  beskriver Totani.

Viktigt är att dessa gammastrålemätningar inte  kan förklaras lätt av andra vanligare astronomiska fenomen eller gammastrålningsutsläpp. Därför anser Totani att dessa data är en stark indikation på gammastrålningsemission från mörk materia.

"Om detta stämmer, så långt jag vet, skulle det vara första gången mänskligheten har 'sett' mörk materia. Och visar att mörk materia är en ny slags partikel som inte ingår i den nuvarande standardmodellen för partikelfysik. Detta innebär en stor utveckling inom astronomi och fysik," beskriver Totani.

Men även att hans gammastrålemätningar detekterar mörka materiepartiklar, måste hans resultat verifieras genom oberoende analyser av andra forskare. Även med denna bekräftelse vill forskarna ha ytterligare bevis för att den haloliknande strålningen faktiskt är resultatet av mörk materia-annihilation snarare än från andra astronomiska fenomen. Ytterligare bevis av kollisioner på andra platser som hyser hög koncentration av mörk materia skulle stärka dessa initiala resultat. Att upptäcka samma energi som gammastrålningsutstrålningar från dvärggalaxer inom Vintergatans halo till exempel skulle stödja Totanis analys.

Tomonori Totani studie är publicerad som  "20 GeV halo-like excess of the Galactic diffuse emission and implications for dark matter annihilation i" Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (IOPscience): November 26, 2025, doi:10.1088/1475-7516/2025/11/080.. Länk 

Finns aliens?

 

Bild picryl.com

För att upptäcka om planeter hyser liv måste forskarna först fastställa vilka egenskaper som indikerar att liv finns (eller en gång fanns).

Under det senaste decenniet har astronomer lagt ner stor möda på att försöka hitta vilka spår av enkla livsformer så kallade "biosignaturer" som kan finnas i universum. Kan det finnas "teknosignaturer" som civilisationer på en annan värld skulle skapa som kan ses från jorden? Kan dessa teknosignaturer då vara lättare att upptäcka än biosignaturer?

2020 fick Adam Frank, professor i fysik och astronomi vid University of Rochester ett bidrag från NASA som gjorde det möjligt för honom att undersöka dessa frågor genom att studera teknosignaturer, detekterbara tecken på tidigare eller nuvarande teknik som används på exoplaneter. Bidraget var det första NASA-bidraget utan specificerat på  radio-technosignatur som någonsin delats ut och representerade en spännande ny riktning i jakten på utomjordisk intelligens (SETI). 

Det har gjort det möjligt för Frank tillsammans med samarbetspartners som Jason Wright från Pennsylvania State University, Manasvi Lingam från Florida Institute of Technology och Ravi Kopparapu från Goddard Space Flight Center att producera de första posterna i ett onlinebibliotek för teknosignaturer. Ett verktyg till framtida astronomer att använda när de skannar intressanta exoplaneter efter utomjordisk teknologi.

"SETI har alltid haft utmaningen att lista ut var de ska leta," beskriver Frank. "Vilka stjärnor du bör rikta teleskopet mot och leta efter signaler. Nu vet vi var vi ska leta. Vi har tusentals exoplaneter och bland dessa planeter i den beboeliga zonen runt en stjärna där liv kan ha bildats. " Sökandet efter utomjordiskt liv har också förändrats. En civilisation måste av naturen hitta ett sätt att producera energi, beskriver Frank och även om liv kan anta många former kommer det alltid att baseras på samma fysiska och kemiska principer som ligger till grund för universum.

Samma koppling gäller för att bygga upp en civilisation; All teknologi som en utomjordisk civilisation använder  baseras på fysik och kemi av det slag vi använder. Sökandet efter liv utanför jorden tog nyligen ett lovande steg med studiet av en planet kallad K2-18b som finns cirka 124 ljusår från jorden. Denna "sub-Neptunus"-planet har ungefär åtta gånger större massa än  jorden och kan ha en tjock väteatmosfär ovan ett hav som är hundratals mil djupt.

"Det är en helt ny klass av planet," beskriver Frank. "Det finns ingen sådan planet i vårt solsystem."

Astronomer som använde avancerade teleskop har upptäckt preliminära bevis för dimetylsulfid i K2-18b:s atmosfär vilket är en kemikalie som på jorden endast produceras av havsplankton.

Saturnus måne Mimas är en av flera intressanta månar

 

Bild wikipedia Mimas, fotograferad av Cassini 2005 (NASA).

Flera av solsystemets gasplaneter har spännande istäckta månar. Några  ex Saturnus måne Enceladus är kända för att antas ha flytande vatten mellan istäcket och den steniga ytan och kan vara de bästa platserna i  solsystemet att leta efter utomjordiskt liv på. En ny studie publicerad den 24 november i Nature Astronomy beskriver vad som kan pågå under ytan på dessa månar och de geologiska egenskaper som kan ha bildat dem.

"Alla dessa långt över 100 månar är inte alla kända för att ha hav men vi vet att flera har det," beskriver Max Rudolph, associate professor of earth and planetary sciences vid University of California, Davis är huvudförfattare till artikeln ovan.

Från berg till jordbävningar drivs jordens ytgeologi av rörelse och smältning av berg djupt inne i jorden. På isiga månar drivs geologin av vatten och is verkan.

Ovan månar värms upp av tidvattenkrafter från planeten de kretsar kring. Månarna som kretsar kring en planet kan interagera vilket leder till perioder av högre och lägre uppvärmning. Högre uppvärmning kan smälta och tunna ut isskiktet; När värmen minskar blir isen tjockare.

Rudolph med kollegor hade tidigare undersökt vad som händer när ishöljet blir kraftigare. De fann att då is har större volym än flytande vatten skulle frysningen trycka på ishöljet vilket kunde orsaka ränder på ytan vilket kan ses på Saturnus måne Enceladus. 

Men vad händer när motsatsen händer och ishöljet smälter nedifrån? Svaret forskarna kom fram till är att då kan havet att koka.

Det beror på att när is smälter till mindre tätt flytande vatten sjunker trycket. Rudolf och kollegor beräknade att åtminstone på de minsta istäckta månarna, såsom Saturnus Mimas och Enceladus och Uranus måne Miranda där kan trycket sjunka tillräckligt för att nå trippelpunkten där is, flytande vatten och vattenånga kan samexistera.

Bilder av Miranda från Voyager 2-sonden visar tydliga områden av åsar och klippor som kallas coronae. Havskokning kan förklara hur dessa formationer bildats. 

Saturnus måne Mimas är mindre än 400 kilometer i diameter och fylld med kratrar, inklusive en mycket stor krater som fått  smeknamnet "Dödsstjärnan." Månen verkar vara geologiskt död, beskriver Rudolph, men en ostadighet i dess rörelse tyder på att ett hav kan finnas under ytan. Eftersom Mimas istäcke inte förväntas spricka upp på grund av förtunning kan närvaron av ett hav här förenas med en geologiskt död yta.

Storleken på istäckta månar som de beskrivna är viktig. På större ismånar, som Uranus måne Titania skulle tryckfallet från smältande is få istäcket att spricka innan trippelpunkten för vatten nås.

Precis som geologin på jorden hjälper oss att förstå varför vår planet ser ut som den gör efter miljarder år kan förståelsen av geologiska processer på dessa månar hjälpa oss att förstå varför de har de egenskaper de har, beskriver Rudolph.

Medförfattare till artikeln i Nature Astronomy ovan var: Michael Manga, UC Berkeley; Alyssa Rhoden, Southwest Research Institute, Boulder; och Matthew Walker, Planetary Science Institute, Tucson. Arbetet stöddes delvis av NASA.