Superdatorer antas finna svar kosmiska frågor.

 

Bild University of Victoria Ett snitt genom det datasimulerade inre av en röd jättestjärna.

Superdatorer kommer i framtiden att göra det än mer möjligt att lösa en intressant astronomisk frågeställning. Hur kan vi förklara förändringarna i den kemiska sammansättningen på ytan av röda jättestjärnor då de utvecklas?

I årtionden har forskare varit osäkra på exakt hur den förändrade kemiska sammansättningen i centrum av en röd jättestjärna, orsakad av kärnbränning, hänger ihop med förändringar i sammansättningen vid ytan. Ett stabilt lager fungerar som en barriär mellan stjärnans inre och det yttre höljet. Hur grundämnen korsar det lagret förblev ett mysterium tills nu.

Svaret blev? Stjärnrotation.

"Med hjälp av högupplösta 3D-simuleringar kunde vi identifiera vilken påverkan som stjärnors rotation har på elementernas förmåga att korsa barriären," beskriver Simon Blouin, huvudforskare och postdoktoral forskare vid UVic. "Stjärnrotation är avgörande och ger en naturlig förklaring till de observerade kemiska signaturerna hos typiska röda jättestjärnor.Upptäckten är ytterligare ett steg framåt i förståelsen av hur stjärnor utvecklas över tid." 

(En röd jättestjärna är ett sent, ljusstarkt skede i en stjärnas liv när den sväller till enorma proportioner (100–1000 gånger solens diameter) och får en rödaktig färg på grund av lägre yttemperatur. Detta sker när vätet i kärnan tar slut och stjärnan börjar fusionera tyngre ämnen. Vår sol förväntas bli en röd jätte om ca 5 miljarder år.)

 Teamet använde datorresurser vid Texas Advanced Computing Centre vid University of Texas i Austin och det nya Trillium-superdatorklustret vid SciNet vid University of Toronto för att genomföra sina datorsimuleringar. Trillium, som lanserades i augusti 2025 är en av de mest kraftfulla superdatorerna för stora-parallella simuleringar som finns tillgängliga för akademisk forskning i Kanada och är en av flera nationella superdatorer inom Digital Research Alliance of Canada. Dess utökade datorkraft var avgörande för att slutföra forskningen.

I en nyligen publicerad artikel i Nature Astronomy visas hur forskarna vid University of Victorias (UVic) Astronomy Research Centre (ARC) och University of Minnesota löste problemet. Forskningen stöddes av Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC), National Science Foundation (NSF) och USA:s energidepartement.

Det verkar finnas en pulsar i vintergatans centrum.

 

Bild Kartan visar var den brittisk astrofysikern Jocelyn Bell upptäckte den första pulsaren, PSR B1919+21 (i stjärnbilden Räven). Kartan är utställd på Cambridge University Library wikipedia. Följ länken  för att se en kort sekvens på hur en pulsar bildas (obs bilden har inget med inlägget nedan men är intressant).

En pulsar är en roterande neutronstjärna som genererar regelbundna pulser av strålning. Pulsarer är snabbt roterande, starkt magnetiserade neutronstjärnor som ger ifrån sig strålning med våglängder från radiostrålning till gammastrålning över jorden likt kosmiska fyrar.

Forskare från Columbia University har arbetat i ett vetenskapligt forskningsprogram kallat  Breakthrough Listen för att söka efter tecken på civilisationer utanför jorden. De har publicerat nya resultat från Breakthrough Listen Galactic Center Survey från en av de mest känsliga radiosökningarna som någonsin genomförts efter pulsarer i den dynamiskt komplexa centrala regionen i Vintergatan. 

I avsaknad av yttre påverkan anländer pulserna från en pulsar till teleskop med extraordinär regelbundenhet. De kan betraktas som mycket exakta klockor med mycket förutsägbart beteende. Millisekundpulsarer uppvisar särskilt extremt stabilt klockliknande beteende tack vare sin mycket snabba rotation. "när pulserna färdas nära ett mycket massivt objekt, kan de avledas och ge tidsfördröjningar på grund av rumtidens förvrängning, som förutspåtts i Einsteins allmänna relativitetsteori." beskriver Slavko Bogdanov, forskare vid Columbia Astrophysics Laboratory och medförfattare till studien.

Eftersom Skytten A*, det centrala svarta hålet i vår galax, har en massa som är ungefär 4 miljoner gånger solens massa, utövar det ett starkt inflytande på sin omgivning.

Med tanke på de potentiella konsekvenserna av upptäckten av en eventuell pulsar pågår en analys av omfattande uppföljande observationer.

"Vi ser fram emot vad uppföljande observationer kan avslöja om denna pulsarkandidat," beskriver Perez. Om det bekräftas vara en pulsar kan det hjälpa oss att bättre förstå både vår egen galax och allmän relativitsteorin som helhet."

Studien skedde under ledning av den nyligen utexaminerade Columbia-doktoranden Karen I. Perez och  publicerades i The Astrophysical Journal. 

Ett stort nedslag skedde i Brasilien för 6,3 miljoner år sedan

 

Bild https://agencia.fapesp.br  Några exempel på "geraisiter", uppkallade efter delstaten Minas Gerais där de hittades, i olika former (foto: Álvaro Penteado Crósta/IG-UNICAMP)

För första gången i Brasilien har forskare identifierat ett område för tektiter ( naturliga glasföremål upp till några centimeter i storlek, vilka enligt de flesta forskare har bildats vid stora meteoritnedslag på jordytan. Tektiter hör till de torraste bergarter som finns och har ett vatteninnehåll på i medeltal 0,005 %.). De är naturligt glas som bildas av den högenergirika stöten från meteoriter mot jordens yta. Ova objekt har  fått namnet geraisiter till ära för den brasilianska delstaten Minas Gerais där de först upptäcktes   utspritt på ett fält. Detta utökar den ofullständiga dokumentationen av nedslag historiskt i Sydamerika.

Hittills hade endast fem stora tektittfält erkänts på planeten liggande i Australasien, Centraleuropa, Elfenbenskusten, Nordamerika och Belize. Det brasilianska fältet ansluter sig nu till denna grupp.

Geriasiterna hittades ursprungligen i tre kommuner i norra Minas Gerais. I Taiobeiras, Curral de Dentro och São João do Paraíso  i en remsa på cirka 90 kilometer. Sedan artikeln skickades in har nya förekomster registrerats i de brasilianska delstaterna Bahia och Piauí. Enligt Álvaro Penteado Crósta, geolog och seniorprofessor vid Geovetenskapsinstitutet vid Statliga universitetet i Campinas  utökar detta det kända området till mer än 900 kilometer i längd.

 "Denna tillväxt i förekomstområdet är helt i linje med vad som observeras i andra tektittfält runt om i världen. Fältets storlek beror direkt på energin i nedslaget med flera faktorer," förklarar Crósta.  Geokemiska analyser visar att geraisiterna har en hög kiseldioxidhalt (SiO₂) som varierar från 70,3 % till 73,7 %. Den sammanlagda halten av natriumoxider (Na₂O) och kaliumoxider (K₂O) varierar från 5,86 % till 8,01 %, vilket är något högre än i andra tektittfält. Små variationer i spårämnen, såsom krom (10–48 delar per miljon) och nickel (9–63 ppm), identifierades vilket indikerar att det ursprungliga materialet varken var rent eller homogent. Förekomsten av sällsynta inklusioner av lechatelierit, en form av glasig kiseldioxid som produceras vid extrema temperaturer, stöder ytterligare ett nedslagsursprung.

"Ett av de avgörande kriterierna för att klassificera materialet som tektit var dess mycket låga vattenhalt, mätt med infraröd spektroskopi: mellan 71 och 107 ppm. Som jämförelse innehåller vulkanglas, såsom obsidian, vanligtvis mellan 700 ppm och 2 % vatten, medan tektiter är  mycket torrare," påpekar Crósta.

Datering baserad på förhållandet mellan argonisotoper (⁴⁰Ar/³⁹Ar) och visar att händelsen inträffade för cirka 6,3 miljoner år sedan, i slutet av miocen-epoken. Tre grupper med mycket liknande åldrar erhölls (6,78 ± 0,02 Ma, 6,40 ± 0,02 Ma, och 6,33 ± 0,02 Ma), vilket är förenligt med en enda nedslagshändelse. "Åldern 6,3 miljoner år bör tolkas som en maximal ålder eftersom en del av argonet kan ha kommit från de uråldriga bergarter som träffades av nedslaget," kommenterar forskaren.

Hittills har ingen krater som visar nedfallets plats identifierats. Enligt Crósta är detta inte ovanligt då endast tre av de sex stora klassiska tektittfälten har kända kratrar. I fallet med det största fältet, beläget i Australasien, tros kratern vara i  havet. I Brasilien visar isotopgeokemi att det smälta materialet härstammar från arkeisk kontinentalskorpa mellan 3,0 och 3,3 miljarder år gammalt. 

Detta leder sökandet mot São Francisco-kratonen, en uråldrig och geologiskt stabil del av kontinentalskorpan och en av de äldsta regionerna på den sydamerikanska kontinenten. "Den isotopiska signaturen indikerar en mycket gammal kontinental, granitisk källbergart. Detta minskar antalet kandidatområden avsevärt," beskriver Crósta. I framtiden kan aerogeofysiska metoder som magnetiska och gravimetriska undersökningar avslöja cirkulära anomalier kopplade till en dold under ytan eller eroderad krater. 

 Upptäckten beskrivs i en artikel publicerad i tidskriften Geology av ett team forskare under ledning av Álvaro Penteado Crósta, geolog och seniorprofessor vid Geovetenskapsinstitutet vid Statliga universitetet i Campinas (IG-UNICAMP). Crósta samarbetade med forskare från Brasilien, Europa, Mellanöstern och Australien.

Kan dagens måne Titan vara resultatet av en kollision

 

Bild wikipedia Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i solsystemet ovan avbildad av Cassini-farkosten i december 2011. Ett tjockt lager av organiskt dis döljer permanent Titans yta från synligt ljus.

SETI-institutets studie använde datorsimuleringar för att avgöra om en extra måne en gång kommit tillräckligt nära Saturnus för att bilda dess ringar. Det mest sannolika utfallet är en kollision av en annan måne med Titan. Saturnus lilla, missbildade, ständigt tumlande måne Hyperion har sin bana låst med Titans och kan vara denna. 

Bild  wikipedia NASA / JPL / SSI / Gordan Ugarkovic - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07761Färgstärkt mosaik av Saturnus måne Hyperion. Bestående av flera smalvinklade ramar och bearbetad för att matcha Hyperions naturliga färg. Tagen under Cassinis förbiflygning av denna knöliga måne den 26 september 2005.

"Hyperion är den minsta av Saturnus större månar och den gav oss den viktigaste ledtråden om systemets historia," beskriver SETI-institutets forskare Matija Ćuk. "I simuleringar där den extra månen blev instabil förlorades Hyperion ofta och överlevde bara i sällsynta fall. Vi insåg att Titan-Hyperion-låset är relativt ungt endast några hundra miljoner år gammalt. Detta dateras till ungefär samma period som den extra månen försvann. Kanske klarade inte Hyperion denna omvälvning utan är resterna av den. Om den extra månen smälte samman med Titan skulle den sannolikt producera fragment nära Titans omloppsbana och då precis där Hyperion nu finns."

Modellen antyder att Titan bildades genom en sammansmältning mellan två tidigare månar. En "Proto-Titan", nästan lika stor som Titan är i dag och en mindre "Proto-Hyperion." Denna sammansmältning kan förklara Titans få nedslagskratrar, som då skulle ha raderats i processen. Titans excentriska bana, som nu snabbt blir rundare, antyder en nyligen störning från Proto-Hyperion. Innan sammansmältningen kan Proto-Titan ha liknat Jupiters måne Callisto vilken är översållad av kratrar och utan atmosfär. SETI-institutets  team fann även att Proto-Hyperion innan dess försvinnande hade en luyande bana kring Saturnus avlägsna måne Iapetus vilket löste ett annat långvarigt mysterium.

Titan bildades genom att två månar slog samman anser man nu. Men varifrån kommer Saturnus ringar? Medlemmar av SETI-institutets team föreslog för över tio år sedan att ringarna är skräp från kollisioner mellan medelstora månar närmare Saturnus. Denna idé stöddes senare av simuleringar från University of Edinburgh och NASA Ames Research Center. forskare där visade att det mesta av skräpet efterhand återbildas till månar medan en del av skräpet skulle spridas inåt för att bilda ringar.

I flera år trodde man att denna inre månkollision utlöstes av solen. Men ny forskning visar att det är ytterligare ett resultat av Titan-sammanslagningen. Titans excentriska bana kan destabilisera inre månar en situation som kallas omloppsresonans, där banor linjeras och gravitationspåverkan ökar. Även om det är osannolikt som en slump, skapar Titans expanderande bana ibland dessa förhållanden. Resultatet för de mindre månar som drabbas kan bli katastrofalt: deras banor förlängs vilket leder dem mot kollisioner med grannmånar. Även om tidpunkten för denna andra katastrof är oklar, måste den ha inträffat efter Titans sammansmältning vilket stämmer överens med ringarnas uppskattade ålder på cirka 100 miljoner år.

NASAs Dragonfly-uppdrag, som anländer till Titan år 2034, kan testa hypotesen. Den kärnkraftsdrivna oktokoptern som medföljer kommer att analysera ytans geologi och kemi. Dragonfly kan då avslöja om det finns bevis för att Titan uppstod från en massiv månkollision för en halv miljard år sedan.

Studien finns att läsa på Planetary Science Journal och preprinten finns tillgänglig på arXiv: 

CDG-2 är en av de mörkaste galaxerna därute

 

Bild NASA Den ytligt svaga ljusstyrkan från CDG-2 ses inom den streckade röda cirkeln till höger vilken  domineras av mörk materia och innehåller endast en gles spridning av stjärnor. Den fullständiga bilden från NASAs Hubble-teleskop finns till vänster. NASA, ESA, Dayi Li (UToronto); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

CDG-2, kan vara bland de mest mörkmateriadominerade galaxer som någonsin upptäckts. (Mörk materia är en osynlig form av materia som varken reflekterar, avger eller absorberar ljus.) 

Att upptäcka så svaglysande galaxer är svårt. Med hjälp av avancerade statistiska tekniker identifierade dock David Li vid University of Toronto, Kanada och hans team 10 tidigare bekräftade galaxer med svag ljusstyrka och två ytterligare mörka galaxkandidater genom att söka efter täta grupper av klotformiga stjärnhopar, kompakta, sfäriska stjärngrupper som vanligtvis kretsar kring ordinära galaxer. Dessa kluster kan signalera närvaron av en svaglysande i mörker dold stjärnpopulation.

För att bekräfta en av kandidaterna som mörk galax använde astronomerna tre observatorier: NASAs Hubble Space Telescope, ESA:s (Europeiska rymdorganisationen) Euclid rymdobservatorium och det markbaserade Subaru-teleskopet på Hawaii. Hubbles högupplösta avbildning avslöjade en närliggande samling av fyra klotformade hopar i Perseus-galaxhopen, 300 miljoner ljusår bort. Uppföljande studier av insamlad Hubble-, Euclid- och Subaru-data visade ett svagt, diffust sken runt stjärnhoparna vilket är starka bevis på en underliggande galax.

"Detta är den första galaxen som upptäckts enbart genom sin klothoppopulation," beskriver Li. "Under vanliga  antaganden representerar de fyra hoparna hela den klotformade hoppopulationen på CDG-2." Preliminär analys tyder på att CDG-2 har ljusstyrkan av ungefär 6 miljoner solliknande stjärnor, där de klotformade stjärnhoparna står för 16 % av dess synliga innehåll. Anmärkningsvärt nog verkar däremot 99 % av dess massa, som inkluderar både synlig materia och mörk materia bestå av mörk materia. Mycket av dess normala materia för att möjliggöra stjärnbildning  främst vätgas  försvann här sannolikt genom gravitationsinteraktioner med andra galaxer inne i Perseus-hopen.

En  artikel som beskriver detta vetenskapliga fynd publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters 

En saknad länk i galaxbildning är hittad

 

Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, Rohan Naidu (MIT); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI).  James Webb Space Telescope visar galaxen MoM-z14 som den såg ut i det avlägsna förflutna, 280 miljoner år efter big bang.

Ett team på 48 astronomer från 14 länder under ledning från University of Massachusetts Amherst har upptäckt en population av dammiga, galaxer där stjärnbildning pågår vid universums yttersta kanter en miljard år efter Big Bang som tros ha inträffat för 13,7 miljarder år sedan.

Galaxerna kan representera en ögonblicksbild i galaxens livscykel, där nyligen upptäckta ultraavlägsna ljusa galaxer bildade för 13,3 miljarder år sedan kopplas samman med tidiga "stilla", (där stjärnor slutat bildas)  galaxer cirka 2 miljarder år efter Big Bang. Upptäckten utmanar nuvarande universumsmodeller. Studien publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters, och visar ett steg för att revidera kosmisk historia. 

"Min forskning handlar om att försöka identifiera och förstå en population av sällsynta, dammiga stjärnbildande galaxer vilka först upptäcktes i slutet av 1990-talet," beskriver Jorge Zavala, biträdande professor i astronomi vid UMass Amherst och studiens huvudförfattare.

En del av det som gör dessa galaxer så svåra att studera är dammet, som absorberar UV och synligt ljus, vilket i princip gör dem osynliga för teleskop som är beroende av UV och synliga delar av spektrumet.

Men med uppfinningen av submillimeterteleskop, som kan se ljus med längre våglängder, kunde astronomer plötsligt lysa in i de dammiga delarna av universum som tidigare varit mörka för teleskop. När dammet absorberar UV och synligt ljus skapar det också värme  strålande infraröd energi som är synlig för dessa teleskop. Zavala och hans medförfattare förlitade sig på Atacama Large Millimeter/sub Millimeter Array (ALMA)-teleskopet i Chile för att kunna identifiera en population på cirka 400 ljusa, dammiga galaxer. De använde sedan närinfraröda observationer gjorda av NASAs nyligen uppskjutna James Webb Space Telescope för att lokalisera cirka 70 svaglysande dammiga galaxkandidater vid universums kant, varav merparten aldrig tidigare hade setts. Genom att gå tillbaka till ALMA-data och "stapla" observationerna kunde teamet bekräfta att dessa dammiga galaxer bildades för nästan 13 miljarder år sedan.

Även om den tekniska kunskap som krävs för att göra denna upptäckt i sig är nyhet i sig handlar upptäckten mer för vår förståelse av universums historia.

"Dammiga galaxer är massiva galaxer med stora mängder metaller och kosmiskt stoft," beskriver Zavala. "Dessa galaxer är mycket gamla vilket betyder att stjärnor bildades i det tidiga universum, tidigare än vad våra nuvarande modeller förutspår."

Dessutom verkar det som att galaxerna Zavala och hans team hittade är relaterade till två andra uppsättningar av sällsynta, anomala galaxer: de ultraljusa, stjärnbildande galaxer som bildades strax efter Big Bang (nyligen upptäckta av JWST), och mycket äldre, massiva "vilande" galaxer, där det nästan inte bildas stjärnor längre.

"Det är som om vi nu har ögonblicksbilder av livscykeln för dessa sällsynta galaxer," noterar Zavala. Men Mer forskning för att bekräfta  om Zavalas och hans teams hypotes stämmer, både att våra nuvarande astronomiska modeller av universums bildning saknar något och att stjärnbildningen skedde tidigare i universums utveckling än man tidigare trott.

Zavala påpekar att denna forskning inte hade varit möjlig utan samarbete mellan forskare och institutioner från hela världen, inklusive finansiering från USA:s National Science Foundation.

Ljusshow i äggnebulosan

 

Bild wikipedia RAFGL 2688, (Äggnebulosan).

Äggnebulosan är belägen cirka 1 000 ljusår bort i stjärnbilden Cygnus. Det är den första, yngsta och närmaste preplanetära nebulosan som upptäckts. (En preplanetär nebulosa är ett föregångarstadium till en planetarisk nebulosa, som är en struktur av gas och damm bildad från de utkastade lagren från en döende, solliknande stjärna. Termen är missvisande, eftersom planetariska nebulosor inte är relaterade till planeter.)

Äggnebulosan erbjuder en sällsynt möjlighet att testa teorier om stjärnutveckling i sent stadium. I ovan tidiga skede lyser nebulosan genom att reflektera ljus från sin centrala stjärna, som driver ut genom ett polärt "öga" i det omgivande dammet. Detta ljus kommer ut från en dammig skiva. Damm som drevs ut från stjärnans yta för bara några hundra år sedan.

Två strålar från den döende stjärnan lyser upp, (se ovan) snabbt, rörliga polarlober som genomborrar en långsammare, äldre serie koncentriska bågar. Former och rörelser antyder gravitationsinteraktioner med en eller flera dolda följeslagarstjärnor, alla begravda djupt i den tjocka skivan av stjärnstoft (damm och gas).

Stjärnor som vår sol släpper från sig sina yttre lager när de gör sig av med sitt väte och heliumbränsle. Den exponerade kärnan blir så så het att den joniserar omgivande gasen då ger de lysande skal som ses i planetariska nebulosor som Helix, Stingray och Butterfly-nebulosorna. Den kompakta Äggnebulosan befinner sig däremot fortfarande i en kort övergångsfas betecknat som det preplanetära stadiet. Ett stadie bara varar några tusen år. Detta gör det till en idealisk tid för astronomer att studera utkastningsprocessen medan nebulosan är i detta stadie i sin utvecklingsfas istället för det som komma skall som supernova. a

Bågar, lober och det centrala dammolnet härrör troligen från en koordinerad serie av ännu dåligt förstådda händelser i den kolberikade kärnan av den döende stjärnan. Åldrade stjärnor som denna smider och släpper ut  damm som så småningom blir till framtida stjärnsystem, såsom vårt eget solsystem, där  jorden och de andra stenplaneterna mm för 4,5 miljarder år sedan bildades.

Hubble-teleskopet varifrån bild kommer har varit i drift i över tre decennier och fortsätter att göra banbrytande upptäckter som formar vår grundläggande förståelse av universum. Hubble är ett internationellt samarbetsprojekt mellan NASA och ESA (Europeiska rymdorganisationen). NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, ansvarar för teleskopet och missionsverksamheten. Lockheed Martin Space, baserat i Denver, stödjer också uppdragsverksamheten vid Goddard. Space Telescope Science Institute i Baltimore, som drivs av Association of Universities for Research in Astronomy, utför Hubble-vetenskapliga operationer för NASA.

@NASAHubble

@NASAHubble

En stjärnas direktkollaps resulterade i ett svart hål

 

Bild wikipedia på Andromedagalaxen där händelsen skedde.

En massiv stjärna i Andromedagalaxen har kollapsat direkt till ett svart hål utan att explodera som en supernova, enligt ny forskning ledd av Columbia Astronomy-fakultetsmedlemmen Kishalay De. Upptäckten har publicerats nyligen i Science. 

  Upptäckten ger några av de tydligaste observationsbevisen hittills för ett länge existerad teori, fenomenet "direkt kollaps."

Stjärnan det handlar om är betecknad M31-2014-DS1 och var en superjätte med låg nivå av våtgas belägen cirka 2,5 miljoner ljusår bort i Andromedagalaxen. Från början ungefär 13 gånger större än vår sols massa och senare reducerad till ungefär fem solmassor efter att ha släppt ifrån sig materia genom starka stjärnvindar blev stjärnan efterhand ljusare i det infraröda fältet under flera år innan den bleknade dramatiskt och försvann och lämnade efter sig ett skal av damm. Istället för att producera en briljant supernova verkar dess kärna ha kollapsat totalt inåt och bildat ett svart hål.

De och hans medarbetare upptäckte händelsen genom att gå igenom arkivdata från NASAs NEOWISE-uppdrag som genomfört den största undersökningen hittills av variabla infraröda källor i Vintergatan och närliggande galaxer. Vägledda av teoretiska förutsägelser från 1970-talet om att en misslyckad supernova skulle lämna ett svagt infrarött sken av dammiga utkastningar. Teamet identifierade den ovanliga, ihållande blekningen av M31-2014-DS1 som ett tecken på direkt kollaps. 

"Stjärnor med massa som M31-2014-DS1 har länge antagits alltid explodera då deras bränsle och tid är ute," beskriver De. "Det faktum att M31-2014-DS1 inte gjorde det tyder på att huruvida en stjärna exploderar som en supernova eller inte kan bero på komplexa, kaotiska, interaktioner djupt i dess kärna."

Upptäckten utmanar de vanliga antagandena om hur massiva stjärnor kollapsar och antyder att tysta kollapser till svarta hål kan vara vanligare än man antagaget vilket omformar astronomers förståelse av stjärndöd i universum.

Det kan förklara hur metan försvinner i Jordens stratosfär

 

Bild https://www.washington.edu  Forskare vid University of Washington har utvecklat en metod för att kvantifiera metanförlusten i stratosfären vilken börjar runt 10 km höjd från jordytan. Foto: iStock

Metan är en kraftfull växthusgas med starkt värmefångande egenskaper. Även om det finns mindre metan i atmosfären än koldioxid som är den främsta växthusgasen, tillskriver forskare metan till 30 % som den moderna globala uppvärmningen. Observationer visar att metannivån i atmosfären har ökat över tid, men faktorerna som driver förändringarna i ansamlingshastighet är fortfarande oklara.

Metan stannar kvar i atmosfären i ungefär 10 år innan det bryts ner och försvinner. Forskare vill veta hur mycket metan som försvinner över tid för att kunna bedöma vilken procentandel av utsläppen som ackumuleras i atmosfären, men processen för metanförsvinnande och förhöjande är svår att mäta. Historiskt har forskare förlitat sig på kemi-klimatsimuleringar för att förutsäga metanförändring men noggrannheten i detta tillvägagångssätt är omdebatterad.

I en ny studie från University of Washington presenteras ett värde för metanförsvinnande i stratosfären  Stratosfären är andra lagret i jordens atmosfär och mätresultatet görs med satellitdata. Detta värde, det första härlett från observationsmetoder, är högre än vad de tidigare modellerna indikerade vilket tyder på att mer metan bryts ner i stratosfären än man tidigare trott.

I studien analyserade Qiang Fu, professor i atmosfärs- och klimatvetenskap vid UW och Cong Dong,  doktorand vid UW i sitt laboratorium, offentligt tillgänglig satellitdata från 2007 till 2010 för att få fram ett nytt värde för metanminskning i stratosfären och fann att resultaten både bottom-up- och top-down-resultat var nästan identiska.

"Det förbättrade vårt förtroende för metanbudgeten och obalansuppskattningarna, som avgör förändringen i metannivåerna i atmosfären," beskriver Fu.

Det är inte heller den enda fördelen. Metanreaktioner i stratosfären skapar vattenånga, en annan växthusgas och det påverkar ozon negativt vilket påverkar det skyddande ozonskiktet. Forskningsresultatet kommer att hjälpa forskare att förstå betydelsen av dessa relaterade reaktioner.

"Totala metanutsläpp och borttagning är höga värden. Deras skillnad, eller obalans, är ett litet men avgörande värde. Det bestämmer metantrender över tid," beskriver  Fu vilken ledde studien som är publicerad i Proceedings of theNational Academy of Sciences  den 9 februari 2026.

NASA’s Roman Mission kommer snart ge oss ny kunskap om universum.

 

Bild wikipedia Nancy Grace Roman Space Telescope, Teleskopet planeras skjutas upp under 2026-27.

Romans High-Latitude Wide-Area Survey är ett av uppdragets tre kärnobservationsprogram. Det kommer att täcka och undersöka mer än 5 000 kvadratgrader (ungefär 12 procent av himlen) på knappt ett och ett halvt år. Roman kommer att se  långt in i dammet i vår Vintergata (det är vad "höglatitud"-delen av undersökningsnamnet betyder) (teleskopet söker inom det ultraröda fältet) och se ut ur galaxen istället för genom den och få den klaraste vyn av det avlägsna kosmos.

"Denna undersökning kommer att bli en spektakulär karta över kosmos och första gången vi har Hubble-kvalitetsbilder över ett stort område av himlen," beskriver David Weinberg, professor i astronomi vid Ohio State University i Columbus, som spelade en stor roll i utformningen av undersökningen. "Även en enda pekning med Roman kräver en hel vägg med 4K-tv-apparater för att visa resultatet i full upplösning. Att visa hela höglatitudsundersökningen på en gång skulle kräva en halv miljon 4K-TV-apparater, tillräckligt för att täcka 200 fotbollsplaner."

Arbetet kommer att kombinera avbildningens och spektroskopins krafter för att avslöja mångfalt av galaxer utspridda över kosmisk tid. Astronomer kommer att använda resultatens data för att utforska osynlig mörk materia vilken endast kan upptäckas via dess gravitationseffekter på andra objekt, samt mörk energis natur vilken verkar påskynda universums expansion.

"Kosmisk acceleration är det största mysteriet inom kosmologin i dag och kanske i hela fysiken," beskriver Weinberg. "På något sätt då vi når skala på miljarder ljusår är det gravitationen som ökar expansionen snarare än saktar ner den. Det romerska framtida vidsträckta undersökningsmöjligheterna  kommer att ge viktiga nya ledtrådar för att hjälpa oss lösa detta mysterium eftersom den gör att vi kan mäta den kosmiska strukturens historia och den tidiga expansionshastigheten mycket mer exakt än vi kan idag."

För än mer vad som detta teleskop förväntas kunna ge oss för kunskap följ denna länk från NASA. 

USA kan uppnå energidominans i rymden

 

Bild https://inl.gov  en eventuellt framtida  rymdkärnreaktor

Sedan 1960-talet har rymdfarkoster som Voyager 1 och 2 samt Mars-roverna använt radioisotopkraftsystem enheter som använder sönderfallsvärme från plutonium för att generera pålitlig värme och elektricitet. Även om det för närvarande inte finns några fissionsbaserade kärnreaktorer i drift i rymden utfärdade NASA ett direktiv om fissionskraft och avser att placera en reaktor på månen med detta under räkenskapsåret 2030. För att uppnå detta mål föreslås i en rapport finansierad av Idaho National Laboratory, Weighing the Future: Strategic Options for U.S. Space Nuclear Leadership, flera möjliga vägar till framgång i detta.

"Det kanske låter som science fiction, men det är det inte," beskriver Sebastian Corbisiero, nationell teknisk chef för Department of Energy Space Reactor Initiative. "Det är realistiskt och kan avsevärt öka vad människor kan göra i rymden eftersom fissionsreaktorer ger en stegvis ökning av tillgänglig energi. Det vi behöver nu är en tydlig väg framåt." Även om mycket kan utnyttjas av framväxande avancerade terrestra reaktorer och rymdbundna fissionssystem, finns det några viktiga skillnader som utgör utmaningar som måste lösas i rymdmiljön. "De stora skillnaderna är massa, temperatur och komponentuthållighet," beskriver Corbisiero.

Allt som skickas ut i rymden måste transporteras dit med en raket, så reaktorn måste vara så lätt som möjligt samtidigt som den är robust och hållbar. Vikt blir därmed ett primärt fokus, beskriver Corbisiero.

Till exempel är kanske vatten inte är det bästa valet av kylvätska för rymdbaserade reaktorer eftersom vatten skulle kräva extremt tjocka, tunga metalltryckkärl för att hålla det.

De material som är lämpliga för extrema förhållanden inne i en jordbaserad kärnreaktor kanske inte är lämpliga för de mer intensiva förhållanden som en rymdreaktor måste utstå. För att maximera effektutbytet arbetar rymdreaktorer vid mycket högre temperaturer.

Dessutom stängs markbaserade reaktorer vanligtvis av var 18–24:e månad för utbyte och service av delar och påfyllning. Till skillnad från detta är rymdreaktorer planerade och designas för att hålla i 10 år utan underhåll. Detta kräver exceptionellt hållbara komponenter och elektronik för att klara rymdens hårda förhållanden under längre perioder och detta utvecklas och utvärderas av NASAs Fission Surface Power-satsning.

Experter inom kärnkraft arbetar med att utveckla och testa rätt reaktordesigner för att möta dessa krävande krav på ett rymdsystem. INL (Idaho national laboratory)  kommer att spela en avgörande roll i att underlätta strategier för kärnkraft och framdrivning i rymden. Som det ledande nationella laboratoriet som stödjer rymdreaktorinsatser samordnar INL och flera nationella laboratorier för att utveckla teknologier, kapaciteter och infrastruktur som krävs för att säkerställa upptagets framgång.

Med specialiserad personal och toppmoderna anläggningar som Transient Reactor Test Facility är INL utrustat för att genomföra kritiska tester av kärnreaktorbränslen och ta emot nya reaktorteknologier på plats. Detta positionerar INL som en knutpunkt för att utveckla rymdreaktorteknologier och tillhandahåller nödvändig teknisk expertis och resurser för att stödja ambitiösa projekt.

Ambitiösa strategier är avgörande för att uppnå USA:s mål för rymdkärnkraft, särskilt att få en reaktor på månen, beskriver Corbisiero. Att påskynda nationell forskning och utveckling av dessa teknologier, stödda av INL, kommer att säkerställa att USA behåller sitt ledarskap inom detta kritiska område.

"Vi står potentiellt på tröskeln till ett stort steg framåt när det gäller kärnkraft till rymdapplikationer," beskriver Corbisiero. "Att vara en del av en sådan här insats  är så spännande det kan bli. Det är något man en gång kan berätta för sina barnbarn."

Få planeter är eller blir lämpliga för liv

 

Bild En ung stjärna omgiven av en skiva av gas och damm. Nya planeter kan bildas från detta material. Om de har de kemiska förutsättningar som krävs för att liv sedan ska utvecklas på planeten beror på rätt syrehalt under kärnbildningen. (Bild: NASA-JPL)

För att liv ska kunna utvecklas på en planet krävs vissa kemiska grundämnen i tillräckliga mängder. Fosfor och kväve är avgörande. Fosfor är avgörande för bildandet av DNA och RNA, som lagrar och överför genetisk information, samt för cellernas energibalans. Kväve är en väsentlig komponent i proteiner som behövs för cellers bildning, struktur och funktion. Utan dessa två grundämnen kan inget liv utvecklas ur livlös materia.

En studie ledd av Craig Walton, postdoktor vid Centre for Origin and Prevalence of Life vid ETH Zürich och ETH-professorn Maria Schönbächler har nu visat att det måste finnas tillräckligt med fosfor och kväve när en planets kärna bildas. "Under bildandet av en planets kärna måste det också finnas exakt rätt mängd syre för att fosfor och kväve ska kunna stanna kvar på planetens yta," förklarar Walton, huvudförfattare till studien. 

Detta var fallet med jorden för cirka 4,6 miljarder år sedan. Det var en kemisk lyckoträff i universum. Denna upptäckt kan påverka hur forskare söker efter liv på andra håll i universum.  Att rätt mängd syre fanns när jordens kärna bildades innebar att det fanns tillräckligt med fosfor och kväve tillgängligt i manteln och skorpan.

Det innebär att jorden var mottagare av en kemisk lyckoträff i universum. Jorden finns i en guldlockzon med optimala kemiska förhållanden för livets utveckling.

När forskare söker efter liv i universum bör de därför leta efter solsystem som liknar vårt eget. Att fokusera enbart  på vatten räcker inte.  Walton CR, Rogers LK, Bonsor A, Spaargaren R, Shorttle O, Schönbächler M. En studie av deras arbete publicerades  i Nature Astronomy, 9 februari 2026, DOI: Extern länk med studien från Nature. finns här.

Mars vulkaner har en intressant historia

 

Bild wikipedia TEMIS IR-mosaik på dagtid av Pavonis Mons (en sköldvulkan på Mars). En stor solfjäderformad utvidgning av knöliga avsättningar (Pavonis Sulci) som tros vara lämningar av en tidigare nedisning sträckande sig mot nordväst från berget.

Ett internationellt forskarteam av bland annat forskare från Adam Mickiewicz University i Poznań, School of Earth, Environment and Sustainability (SEES) vid University of Iowa och Lancaster Environment Centre har undersökt ett långlivat vulkaniskt system söder om Pavonis Mons, en av Mars största vulkaner. Genom att kombinera en detaljerad kartläggning av ytan med data från vilka mineral som finns där rekonstruerade teamet områdets vulkaniska och magmatiska utveckling i en aldrig tidigare skådad detaljrikedom.

"Våra resultat visar att även under Mars senaste vulkanperiod förblev magmasystemen under ytan aktiva och komplexa," beskriver Bartosz Pieterek vid Adam Mickiewicz-universitetet. "Vulkanen hade inte bara ett utan den utvecklades över tid när förhållandena i under marken förändrades."

Studien visar att det vulkaniska systemet utvecklades genom flera utbrottsfaser, och övergick från tidig sprickmatad lavaplacering till senare punktkällaktivitet som gav konbildande ventiler ur vulkanismen. Även om dessa lavaflöden ser olika ut på ytan, kom de från samma underliggande magmasystem. Varje utbrottsfas bevarade en distinkt mineralsignatur vilket gjorde det möjligt för forskare att spåra hur magman förändrats över tid.

"Dessa minerals skillnader visar oss att magman själv utvecklades," förklarar Pieterek. "Detta speglar sannolikt förändringar i hur djupt ner i marken magman har sitt ursprung och hur länge den lagrades under ytan innan den fick ett utbrott till ytan."

Eftersom direkt provtagning från marsvulkaner för närvarande inte är möjlig ger studier som denna sällsynta insikter i Mars inre struktur och utveckling. Resultaten belyser hur kraftfulla omloppsobservationer kan vara för att avslöja den dolda komplexiteten hos vulkaniska system både på Mars och på andra planeter.

Källa: Pieterek, B., m.fl., 2026, Spektrala bevis för magmatisk differentiering inom ett marsianskt rörsystem,https://doi.org/10.1130/G53969.1 

Frågan är hur stor en planet kan bli.

 

Bild wikipedia  stjärnan HR 8799 (i centrum) med exoplaneten HR 8799e (höger), HR 8799d (lågt till höger), HR 8799c (uppe till höger), HR 8799b (uppe till vänster), foto Keck-observatoriet.

HR 8799  är ett relativt ungt stjärnsystem på omkring 30 miljoner år (vårt solsystem cirka 4,6 miljarder år gammalt). Eftersom planeter tenderar att svalna över tid är yngre solsystem ljusare och lättare att studera via spektroskopi.

JWST (James Webb teleskopet) har den högst upplösta spektrografen som finns tillgänglig i rymden vilken gör det möjligt för forskare att se på exoplaneters ljus utan kontaminering av molekyler från jordens atmosfär.

För första gången kunde astronomer här se fina drag från ett antal sällsynta molekyler i atmosfärerna hos de tre inre av Stjärnan HR 8799 gasjättestjärnor som tidigare varit omöjliga att upptäcka. Dessa planeter är ungefär 10 000 gånger ljussvagare än sin sol och JWST:s spektrograf var ursprungligen inte designad för så utmanande observationer.

 Jean-Baptiste Ruffio, forskare vid UC San Diego och  medförfattare till artikeln  ledde analysen men var tvungen att utveckla nya dataanalystekniker för att extrahera den svaga signalen och göra denna upptäckt möjlig. Jerry Xuan,  51 Pegasi b Fellow (ett prestigefyllt treårigt postdoktoralt forskningsanslag från Heising-Simons Foundation som stödjer tidiga karriärforskare inom planetär astronomi, exoplaneter och relaterade ämnen.)  vid UCLA, skapade detaljerade atmosfäriska modeller som kunde jämföras med JWST-spektra för att undersöka om svavel fanns där.

"Kvaliteten på JWST-data är verkligen revolutionerande och befintliga atmosfäriska modellnät var helt enkelt inte tillräckliga. För att fullt ut fånga vad datan berättade förfinade jag iterativt kemin och fysiken i modellerna," sade han. "Till slut upptäckte vi flera molekyler i dessa planeter – några för första gången, inklusive vätesulfid." 

Teamet fann mycket tydliga bevis på svavel på den tredje planeten i systemet, HR 8799 c, även om de tror att det sannolikt finns på alla tre inre planeter. De fann också att planeterna var mer berikade på tunga grundämnen, som kol och syre, än deras stjärna – ytterligare bevis på att de bildades som planeter.

"Det finns många modeller för planetbildning att ta hänsyn till. Jag tror att detta visar att äldre kärnakkretionsmodeller är föråldrade," beskriver UC San Diego-professorn i astronomi och astrofysik Quinn Konopacky, en annan av artikelns medförfattare. "Och av de nyare upptäckterna  gör att  vi ser på  gasjättar som kan bilda fasta kärnor väldigt långt från sin stjärna." 

Ruffio säger att HR 8799 är något unikt eftersom det hittills är det enda avbildade systemet med fyra massiva gasjättar, men det finns även andra  forskarteam under ledning från University of California San Diego som  använde spektraldata från James Webb Space Telescope (JWST) för att undersöka stjärnsystemet HR 8799, vilket ledde till ett överraskande svar på denna långvariga astronomiska fråga. Deras arbete publicerades i Nature Astronomy. 

En enorm troligen ”tom” lavatunnel finns under ytan av Mare Tranquillitatis på månen?

 

Bild wikipedia Buzz Aldrin hälsar USA:s flagga vid under Apollo 11s uppdrag 1969 i Mare Tranquillitatis.

Ett team av internationella forskare under ledning från universitetet i Trento, Italien, har publicerat en forskningsstudie om upptäckten av en lavatunnel under månens så kallade hav Mare Tranquillitatis där första månlandningen skedde 1969 där de första  människornas steg gjordes på månen Armstrongs och Aldins. För första gången har forskare visat att det finns en tunnel under ytan här. Troligen en tom lavatunnel.

"Dessa grottor (tunnlar)  har det funnits teorier om i över 50 år, men detta är första gången  som vi har bevisat deras existens," förklarar Lorenzo Bruzzone, professor vid universitetet i Trento.

Bruzzone beskriver hur upptäckten till slut kunde verifieras. : "År 2010, som en del av NASAs pågående LRO-uppdrag (Lunar Reconnaissance Orbiter samlade instrumentet ex Miniature Radio-Frequency (Mini-RF) in data som inkluderade en grop i Mare Tranquilitatis. År senare har vi analyserat dessa data på nytt med komplexa signalbehandlingstekniker som nyligen har utvecklats och har upptäckt radarreflektioner från området kring gropen som bäst förklaras av att här finns en underjordisk grottkanal.

Upptäckten ger det första direkta beviset på en lavatunnel under månens yta." "Tack vare analysen av datan kunde vi skapa en modell av en del av denna," fortsätter Leonardo Carrer, forskare vid universitetet i Trento. "Den mest sannolika förklaringen till våra observationer är att det är en tom lavatunnel."  Forskare, Wes Patterson från Johns Hopkins huvudansvarig forskare vid Applied Physics Laboratory, tillägger: "Denna forskning visar både hur radardata från månen kan användas på nya sätt för att besvara grundläggande frågor för vetenskap och utforskning och hur avgörande det är att fortsätta samla in och  fjärrmäta data om månen. Detta inkluderar det nuvarande LRO-uppdraget och, förhoppningsvis, framtida månuppdrag.   En artikeln om fyndet finns tillgänglig på följande länk från nature.com 

Halleys komet borde hetat något annat.

 

Bild wikipedia på den del av Bayeuxtapeten där man ser kometen.

Den brittiske astronomen och matematikern Edmond Halley var inte den första som förstod kometens cykel som nu bär hans namn. Detta visas av forskning utförd av bland andra professor Simon Portegies Zwart vid universitetet i Leiden. Det var munken Eilmer från Malmesbury som, redan på 1000-talet kopplade samman två observationer av kometen och därmed förstod dess återkommande cykel.

Händelserna beskrivs av 1100-talskrönikören William av Malmesbury, men fram till nu har detta gått obemärkt förbi bland forskare. Portegies Zwart och Lewis vid university of Leiden i Nederländerna hävdar nu att Eilmer bevittnade båda kometens framträdanden. Deras resultat har publicerats i boken `Dorestad Dorestad and Everything After. Ports, townscapes & travellers in Europe, 800-1100´. 

År 1066 observerades kometen i Kina i mer än två månader. Även om den var som ljusast den 22 april 1066, sågs Halleys komet inte i Bretagne och de brittiska öarna förrän den 24 april samma år. Kometen avbildas på Bayeuxtapeten som illustrerar händelserna år 1066. 

Halley upptäckte att den mycket ljusstarka periodiska kometen som senare fick hans namn, 1P/Halley, observerades 1531, 1607 och 1682, faktiskt var samma komet som återvände ungefär vart 76:e år.

Forskarna menar att Halleys komet borde fått ett annat namn, eftersom den redan observerats århundraden tidigare.

Men första gången kometen bevisligen observerades var någon gång mellan 468 och 466 f.Kr., vilket har dokumenterats av bland annat Aristoteles. Därefter 240 f.Kr., då den omnämns i den kinesiska skriften Shiji. Den förste som uppmärksammade att kometen var periodisk var Edmond Halley vilket skedde först 1705.

Jag anser att namnet Haleys komet är så etablerat att vi ska behålla det namnet. Det räcker med att benämna att kometen första gången nedtecknades 1066. Namnet Eilmes komet kunde den hetat om den namngetts redan 1066. Men att ändra nu förvirrar allmänheten och böcker måste skrivas om.

Fysiker ser ett svart hål explodera därute

 

Bild https://www.umass.edu  Sågs ett svart hål explodera? UMass Amhersts fysiker tycker det. Denna konstnärs koncept tar ett fantasifullt grepp om att föreställa sig små uråldriga svarta hål. Källa: NASAs Goddard Space Flight Center.

År 2023 kraschade en subatomär partikel, kallad neutrino, in i jorden med så hög energi att det borde ha varit omöjligt. Faktum är att det inte finns några kända källor någonstans i universum som kan producera så hög energi. 100 000 gånger högre än den högenergetiska partikel som någonsin producerats av Large Hadron Collider, världens kraftfullaste partikelaccelerator. 

Dock lade ett team fysiker vid University of Massachusetts Amherst nyligen fram en teori att något liknande kan hända när en speciell sort av svart hål, kallad ett "kvasi-extremalt primordialt svart hål", exploderar.  Sedan, 2023, fångades under  ett experiment kallat KM3NeT Collaboration den omöjliga neutrinon – precis den typ av bevis som UMass Amherst-teamet hade en hypotes om att vi snart skulle få se.

Men det fanns ett problem: Ett liknande experiment, kallat IceCube också det uppsatt för att fånga högenergikosmiska neutrinor, registrerade inte bara händelsen utan det hade aldrig registrerat något med ens en hundradel av denna  kraft. Om universum är relativt rikt av PBH och de exploderar ofta, borde vi då inte bli överösa med högenergirika neutrinor? Vad kan förklara avvikelsen?

"Vi tror att PBH (svarta hål som enligt en hypotes uppstod i universums barndom när materien var mycket tät) med en 'mörk laddning' det som kallas kvasi-extremala PBH:er är den saknade länken," beskriver Joaquim Iguaz Juan, postdoktoral forskare i fysik vid UMass Amherst och en av artikelns medförfattare. Den mörka laddningen är i princip en kopia av den vanliga elektriska kraften som vi känner den, men som inkluderar en mycket tung, i teorin version av elektronen som teamet kallar en "mörk elektron."

"Det finns andra, enklare modeller av PBH där ute," beskriver Michael Baker, medförfattare och biträdande professor i fysik vid UMass Amherst; "Vår mörkerladdningsmodell är mer komplex, vilket betyder att den kan ge en mer exakt verklighetsmodell. Det som är så intressant är att se att vår modell kan förklara detta annars oförklarliga fenomen."

"En PBH med mörk laddning," tillägger Thamm, "har unika egenskaper och beter sig på sätt som skiljer sig från andra, enklare PBH-modeller. Vi har visat att detta kan ge en förklaring till all den till synes inkonsekventa experimentella datan."

Teamet är övertygat om att deras mörkladdningsmodell PBH inte bara kan förklara neutrino utan också kan besvara mysteriet med mörk materia. "Observationer av galaxer och den kosmiska mikrovågsbakgrunden tyder på att någon form av mörk materia existerar," beskriver Baker.

"Om vår teori om mörka laddningar är sann," tillägger Iguaz Juan, "tror vi att det kan finnas en betydande population av PBH, vilket skulle stämma överens med andra astrofysiska observationer och förklara all saknad mörk materia i universum."

"Att observera denna högenergi-neutrinon var en otrolig händelse," avslutar Baker. "Det gav oss ett nytt fönster mot universum. Men vi kan nu vara på tröskeln till experimentell verifiering

Hawking strålning kan visa både urtida svarta hål och nya partiklar bortom Standardmodellen, och förklara mysteriet med mörk materia."

En rapport av händelsen är  publicerad av Physical Review Letters  där teamet beskriver inte bara den annars omöjliga neutrinon utan visar även  hur elementarpartikeln kan avslöja universums fundamentala natur.

Kanske är det mörk materia och inte ett svart hål i centrum av Vintergatan.

 

Bild https://www.ras.ac.uk/ Konstnärs tolkning av Vintergatan, där de innersta stjärnorna rör sig med nästan relativistiska hastigheter (definierade som hastigheter som utgör en betydande del av ljusets hastighet, vanligtvis  till 10 % eller mer) runt en tät kärna av mörk materia utan något svart hål i centrum. På större avstånd fortsätter halo-delen av samma osynliga mörka materia-fördelning att forma stjärnornas rörelser i galaxens utkanter och följer den karakteristiska rotationskurvan. Credit Valentina Crespi med flera. Licenstyp Attribution (CC BY 4.0)

Vintergatan har kanske inte ett supermassivt svart hål i sitt centrum som vi tror utan snarare en enorm klump av mörk materia som utövar samma gravitationsmässiga inflytande, beskriver ett team av internationella astronomer.

De tror att mörk materia som utgör större delen av universums massa kan förklara både den våldsamma rörelsen av stjärnor  bort från galaxens centrum och den mjuka, storskaliga rotationen av  materia i utkanten av Vintergatan kan förklaras av mörk materia.

Den utmanar den ledande teorin att Skytten A* (Sgr A*),  är ett  svart hål i hjärtat av vår galax och är ansvarigt för de observerade banorna för en grupp stjärnor, kända som S-stjärnorna, som snurrar runt i enorma hastigheter på upp till några tusen kilometer per sekund i centrum.

Det internationella forskarteamet har istället lagt fram en alternativ  teori att en specifik typ av mörk materia bestående av fermioner  lätta subatomära partiklar, kan skapa en unik kosmisk struktur som kan förklara vad som sker i  Vintergatans kärna.

I teorin skulle fermionerna skapa en supertät, kompakt kärna omgiven av en enorm, diffus halo, som tillsammans skulle fungera som en enda, enhetlig enhet.

Den inre kärnan skulle vara så kompakt och massiv att den skulle kunna efterlikna gravitationskraften hos ett svart hål och förklara banorna för S-stjärnor som observerats i tidigare studier, liksom banorna för de dammiga objekt kända som G-källor och som också finns i närheten.

Särskilt viktig för den nya forskningen är de senaste uppgifterna från Europeiska rymdorganisationens GAIA DR3-uppdrag, som noggrant har kartlagt rotationskurvan för Vintergatans yttre gloria och visat hur stjärnor och gas kretsar långt från centrum.

Den observerade en avmattning av galaxens rotationskurva, känd som Keplerian-nedgången, vilket forskarna säger kan förklaras av deras mörka materie-modells yttre halo när den kombineras med de traditionella skiv- och galactic bulge i vanlig materia.

Detta, tillägger forskarna, stärker den 'fermioniska' modellen genom att lyfta fram en viktig strukturell skillnad. Medan traditionella kalla mörka materie-halos sprider sig efter en förlängd 'power law'-tail, förutspår den fermioniska modellen en tätare struktur, vilket leder till mer kompakta halo-svansar.

Forskningen har genomförts genom ett internationellt samarbete mellan Institutet för astrofysik La Plata i Argentina, International Centre for Relativistic Astrophysics Network och National Institute for Astrophysics i Italien, Relativity and Gravitation Research Group i Colombia samt Institute of Physics, University of Cologne i Tyskland.

"Detta är första gången en mörk materia-modell framgångsrikt har överbryggat dessa mycket olika skalor och olika objektbanor, inklusive data om moderna rotationskurvor och centrala stjärnor," sade studiens medförfattare Dr Carlos Argüelles vid Institute of Astrophysics La Plata.

"Vi ersätter inte bara det svarta hålet med ett mörkt objekt; Vi föreslår att det supermassiva centrala objektet och galaxens mörka materiehalo är två manifestationer av samma, kontinuerliga substans."

Avgörande är att denna fermioniska mörkmateriamodell redan hade klarat ett betydande test. I en tidigare studie av Pelle et al. (2024), publicerad i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), visade att när en ackretionsskiva belyser dessa täta mörka materiakärnor, kastar de en skuggliknande formation som är slående lik den vild som tagits av Event Horizon Telescope (EHT)-samarbetet av Sgr A*.

"Detta är en avgörande punkt," beskriver huvudförfattaren Valentina Crespi från Institute of Astrophysics La Plata.

Forskarna jämförde statistiskt sin fermioniska mörkmateriamodell med den traditionella modellen för svarta hål.

De fann att även om nuvarande data för de inre stjärnorna ännu inte kan särskilja de två scenarierna, ger mörk materia-modellen en enhetlig ram som förklarar galaxens centrum (centrala stjärnor och skugga) och galaxen i stort.

Den nya studien banar väg för framtida observationer. Mer precisa data från instrument som GRAVITY-interferometern på Very Large Telescope i Chile och sökandet efter den unika signaturen fotonringar  en nyckelfunktion hos svarta hål och frånvarande i mörk materie-kärnscenariot  kommer att vara avgörande för att testa förutsägelserna i denna nya modell, beskriver författarna.

Resultatet av dessa fynd kan potentiellt omforma vår förståelse av den grundläggande naturen hos i centrum av Vintergatan.

Den nya studien har publicerats idag i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). https://academic.oup.com/mnras/article/546/1/staf1854/8431112?login=false