Exoplaneter med magnetfält likt Jorden har hittats därute

 

Bild https://www.eso.org  Konstnärs tolkning av en exoplanet med magnetfält (Källa: ESO/M. Kornmesser, L. Calçada)

En grupp astronomer har funnit de starkaste bevisen hittills av att vissa planeter bortom vårt solsystem kan ha magnetfält likt jordens. Med hjälp av Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT i Chile) och Gemini North-teleskopet på Hawaii mätte forskarna vindhastigheterna på sju heta, Jupiterlika exoplaneter. Observationerna visade att vindarna på dessa planeter troligen påverkas av magnetfält. Detta är den första trovärdiga mätningen av magnetfält på planeter utanför vårt solsystem.

”Detta genombrott öppnar ett helt nytt fönster av  exoplanetforskning. Det är första gången vi kan mäta de magnetiska egenskaperna av andra världar. Ett viktigt steg mot att slutligen förstå vilka planeter som kan behålla sitt vatten och kanske till och med någon dag hysa liv som vi känner det”, beskriver Julia Seidel, astronom vid Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur i Frankrike och huvudförfattare till studien som publicerades nyligen i Nature Astronomy (se nedan).

Jordens magnetfält påverkar atmosfären på komplext sätt och är därför en nyckel till att förstå vad som får en planet lämplig för liv. Magnetfält finns också kring andra planeter i vårt solsystem som Jupiter och Saturnus. Men under de senaste 15 åren har ingen lyckats  mäta styrkan hos magnetfältet på exoplaneter förrän nu.

Forskargruppen försökte dock inte direkt mäta planeternas magnetfält, utan snarare  vindar. De uppmätte vindhastigheter på sju exoplaneter kring olika stjärnor: gasjättar som Jupiter som alla är tidvattenbundna till sin stjärna och kretsar mycket nära dem. På samma sätt som vi bara ser den ena halvan av månen från jorden vänder dessa planeter alltid samma sida mot sin sol vilket resulterar i en stekhet dagsida och en iskall nattsida. Denna temperaturskillnad skapar ett klimat som är helt olikt det på jorden och ger extremt starka vindar. Vindhastigheterna på de observerade planeterna varierade från cirka 7 200 km/h till över 25 000 km/h som jämförelse når de snabbaste vindarna på Jupiter hastigheter av cirka 1500 km/h.

"Inledningsvis försökte vi undersöka om de atmosfäriska vindarna betedde sig på samma sätt på alla heta Jupiterliknande planeter", förklarar Seidel, som tidigare varit astronom vid ESO i Chile. För sina mätningar använde teamet data dels från ESPRESSO-instrumentet på ESO:s VLT i den chilenska Atacamaöknen, dels från ett liknande instrument på Gemini North-teleskopet på Hawaii i USA (VLT är ett ESO-teleskop medan Gemini North är ena halvan av International Gemini Observatory, som delvis finansieras av U.S. National Science Foundation (NSF) och drivs av NSF NOIRLab).

När forskarna studerade hur vindhastigheterna varierade med planeternas temperaturer såg de ett mycket spännande mönster framträda ju varmare planet, desto långsammare vindhastigheter. ”Detta är helt kontraintuitivt eftersom, allt annat lika, heta planeter har mer energi för att accelerera vindarna! Någon process måste alltså sakta ner vindhastigheterna på de varmare objekten”, beskriver studiens medförfattare Vivien Parmentier, professor vid Laboratoire Lagrange.

Astronomernas mest logiska förklaring av detta mysterium är närvaron av ett planetomfattande magnetfält då sådana fält kan fungera som en broms och sänka farten på laddade partiklar i atmosfären. Observationerna gjorde det således möjligt för forskarna att dra slutsatser om magnetfältets styrka i var och en av de studerade planeterna. De fann att fälten var jämförbara i styrka med de som finns kring planeterna i vårt solsystem och ungefär fyra gånger så starka som Saturnus fält eller ungefär hälften så starka som Jupiters magnetfält.

Så starka magnetfält bör påverka mer än bara vindarna på dessa avlägsna planeter. ”Här på jorden känner vi till de vackra norr- och sydskenen. De bildas när partiklar från solen träffar jordens magnetfält och styrs mot polerna, där de kolliderar med gaser i atmosfären och skapar färggranna ljusfenomen i grönt, rosa och lila”, förklarar studiens medförfattare Bibiana Prinoth, tidigare doktorand vid Lunds universitet och numera astronom vid ESO i Garching, Tyskland. På de studerade exoplaneterna skulle de magnetiskt drivna norrskenen kunna vara än mer dramatiska.

Astronomerna ser ivrigt fram emot färdigställandet av ESO:s Extremely Large Telescope, som kommer att kunna karakterisera inte bara stora Jupiterliknande exoplaneter utan även mindre planeter av jordens storlek, och möjligen även upptäcka gaser som ger upphov till norrsken. Prinoth avslutar med orden ”Jag gillar att tänka mig att vissa av dessa världar har en himmel fylld inte bara av stjärnor utan även stora ridåer av färgglatt ljus som dansar över planeten, som till hälften har evig dag och till hälften oändlig natt.”

För min del misstänker jag att de flesta planeter har ett magnetfält av starkare eller mindre starkt slag än jordens.

Vilka alla forskare var som deltog kan man utläsa här 

Tre troliga anledningar till att utomjordingar (om de finns) inte önskar kontakt med oss

 

Bild https://theconversation.com  Ett fotografi från Apollo 17-uppdraget i december 1972. NASA som visar något vi ej kan förklara.  Det ses dåligt men objektet som ska ses i fyrkanten har formen av en tre ljuspunkterlik triangel.

Cirka 6 200 exoplaneter har hittats i mer än 4 00 solsystem men ännu ingen lik jorden eller som vårt solsystem.

De flesta stjärnor bör ha ha minst en planet och det finns mer än 100 miljarder stjärnor bara i vintergatan. Antalet planeter är därför astronomiskt och vissa planeter kan vara beboeliga. Rymden enorm bortom vår fantasi. Det finns oräkneliga galaxer och varje galax har fler stjärnor än vi kan föreställa oss med undantag av de allra minsta dvärggalaxerna.

Proxima Centauri är den närmaste stjärnan till vår sol och finns cirka 40 biljoner kilometer bort, 268 000 gånger längre bort än solen är från jorden. Det är 4,3 ljusår dit. Ett ljusår är den sträcka ljuset färdas på ett år med hastighet av 300 000 km per sekund.

Vi kan bara resa i rymden med en bråkdel av ljusets hastighet med dagens teknik. Även vår snabbaste rymdsond, Parker Solar Probe färdas endast med en topphastighet på ungefär 191 kilometer per sekund – 0,064 % av ljusets hastighet.

I den hastigheten skulle det ta ungefär 6 650 år att nå Proxima Centauri, och det är bara en resa till vår närmaste grannstjärna. Så att interstellärt resa inom människans livslängd skulle kräva mycket högre hastigheter. Sedan behövs ofattbart höga energibehovet för interstellär resor.

Rymdskeppets massa ökar med hastigheten, så en ökande mängd energi krävs för att accelerera skeppet.

I ljusets hastighet blir skeppet oändligt massivt och kräver en oändlig mängd energi. Detta är uppenbarligen omöjligt att lösa.

Ett annat betydande problem är att rymden är ett nästan vakuum. Det finns dock precis tillräckligt med partiklar att oroa sig för. De kan potentiellt orsaka dödlig strålning för passagerare och instrumenten på ett höghastighetsrymdskepp, eller förstöra det. Glest spridda väteatomer förvandlas till intensiv strålning vid nästan ljusets hastighet och värmen som genereras skulle till slut smälta och förstöra skrovet.

Snabbare-än-ljuset-resor är enligt fysikern Miguel Alcubierre möjlig, men det medför sina egna problem och ett för närvarande omöjligt energibehov. Ytterligare ett problem är vår biosfär, unik för jorden såvitt forskarna vet.

Livet och planeten har samutvecklats. Komplext liv skulle inte existera på jorden om cyanobakterier, en typ av encellig mikrob inte hade pumpat syre in i vår mestadels kvävebestående atmosfär för 2,4 miljarder år sedan.

Det är därför inte giftigt för oss, men syre är reaktivt och kan vara mycket frätande för utomjordingar. Och även om de kunde bära skyddsdräkter som människor gör när de går till ogästvänliga miljöer, innehåller rapporter om besökande utomjordingar inga beskrivningar av rymddräkter. Sedan 1960 har vi haft möjlighet att söka efter underrättelser någon annanstans, med hjälp av vanlig radioastronomi. Den största sökningen efter utomjordiska livsprojekt genomförs av SETI-institutet i Kalifornien och Breakthrough Listen-projektet vid Oxford University i Storbritannien.

Inget har hittats under alla sökningar som gjorts. Att hitta intelligens inom vår tidsram – ungefär hundra år – i universums 13,8 miljarder år långa historia är utmanande.

Mörk materia samlas vid svarta hål

 

Bild  https://news.vt.edu  En konstnärs avbildning av miljön nära ett supermassivt svart hål där endast synlig materia ses. I en ny studie antyds att det svarta hålet också kan vara omgivet av en sfärisk gloria av osynlig mörk materia. Illustration med tillstånd av Adobe Stock.

Vi närmar oss en punkt där observationsbevisen för mörk materia helt enkelt är obestridliga," beskriver Mayank Sharma, fysikstudent vid Virginia Tech.

Varje ny upptäckt lär oss mer om den mörka materian som vida överstiger all synlig materia i universum. Den enda kända kraft som påverkar detta är gravitation och  mörk materia samlas som ett allt tjockare moln av som kan ses som svart rök (dock osynligt för oss) runt supermassiva svarta hål.

Med hjälp av en astrofysisk teknik kallad ekokartläggning lade forskarna fram bevis som stödjer denna teori som länge hållits som riktig  men inte kunnat bevisas i  partikelfysiken. Gravitationen drar i allt och i universum rusar stjärnor och galaxer  i rasande fart mycket, mycket snabbare än de borde, och denna expansionsgastighet av universum ökar och ökar.

Expansionen av universum kommer kommer ur gravitationen av osynlig mörk materia (men säkert även av mörk energi enligt mig).

Den extra hastigheten pekar på mörk materians inflytande över de enorma avstånden över universum. Men vad händer vid randen till ett svart hål? Svarta hål är områden i rymden där gravitationen är så stark att den drar och vrider själva rumtidens väv.

Forskare kan se vanlig materia falla mot ett svart hål. Damm, gas och plasma slår runt i en bullrig ackretionsskiva orsakar friktion, förlorar rörelsemängd och dras i spiralform inåt i det svarta hålet.

Men mörk materia skakar inte om. Den kan inte interagera  med sig själv eller med synlig materia. Allt den påverkas av är gravitation. Utan någon mekanism för att avge energi förutspår teorin att mörk materia helt enkelt svävar tätt i utkanten av ett svart hål  men detta beteende inte kan observeras med vanliga teleskop.

När han diskuterade problemet med Gonzalo Herrera, en tidigare postdoktoral forskare i partikelfysik vid Virginia Tech, såg Sharma en möjlig väg framåt.

"Vi skulle faktiskt kunna testa denna förutsägelse med hjälp av en teknik inom astronomi, som kan mäta avståndet till den omgivande gasen genom att leta efter ljusekon." Ljuseko, är känt som efterklangskartläggning och är en väletablerad teknik för att mäta massan av svarta hål.

När material faller mot ett svart hål frigörs en energiexplosion som får ackretionsskivan att pulsera. Ljuspulsen färdas utåt tills den träffar omgivande gas som absorberar och återutsänder ljuset i en sekundär puls likt ett  eko.

Astronomer upptäcker den initiala blixten och efter en fördröjning, dess eko.

Eftersom ljuset färdas med konstant hastighet avslöjar fördröjningen gasens avstånd från det svarta hålet. Den initiala signalen innehåller också fingeravtryck från det svarta hålet, där intensiv värme och strålning tar bort gasen från elektroner. Denna effekt är mindre uttalad i ekosignalen som är längre bort från det svarta hålet.

Genom att jämföra signalerna kan forskare använda det matematiska sambandet mellan avstånd, ljushastighet och massa för att beräkna hur mycket mörk materia som omger det svarta hålet.

Genom att tillämpa denna metod på 14 avlägsna galaxer fann teamet fem fall där massan ökade med avståndet som var snabbare än vad synlig materia ensam kunde ge som  förklaring.

"Dessa galaxer visar definitivt en antydan om att det finns extra material som inte kan förklaras av bara det supermassiva svarta hålet," beskriver Sharma.

Databegränsningar innebär att resultaten är ett konceptbevis, inte en definitiv upptäckt, men studien visar en tydlig väg till bekräftelse. Om närvaron av mörk materia bekräftas i framtida studier måste astronomer ta hänsyn till dess effekter i sina studier av supermassiva svarta hål ochmiljön där. Å andra sidan, om teorin utesluts, måste partikelfysiker gå tillbaka till ritbordet för att förstå vad mörk materia  är.

Den studien är  publicerad i Physical Review Journals. 

Är det svarta hålstjärnor som är förklaringen till de röda prickarna som ses i tidens början?

 

Bild https://science.nasa.gov  NASAs James Webb Space Telescope fångade det djupaste spektrumet hittills av en liten red spot. Mer än 40 spektrallinjer  urskiljs i datan som insamlats. Många forskare oberoende av varandra stöder teorin att GLIMPSE-17775 (en red spot i tidens början) är ett svart hål insvept i en het, tät gaskokong. Illustration: NASA, ESA, CSA, Vasily Kokorev (UT Austin); Designer: Leah Hustak (STScI)

Strax efter att Webbteleskopet kom igång upptäcktes en ny, mystisk typ av objekt i det allra tidigaste universum. Röda objekt (kallade little red plots) som sågs cirka 600 miljoner år efter Big Bang. Forskare har flera förklaringar till dessa små röda prickar inklusive att de är svarta hål-stjärnor.

En rad lyckosamma omständigheter gav upphov till upptäckten av invecklade spektrum i en liten röd prick. Den lilla röda pricken fick beteckningen GLIMPSE-17775  och gav data i Webbs avbildnings- och spektroskopiarbete under ett projektarbete som syftade till att leta efter Population III-stjärnor i svagt lysande galaxer i galaxhopen Abell S1063 (som finns 4,3 miljarder ljusår bort från oss).  

Denna lilla röda prick är mer avlägsen än galaxhopen man sökte i och dess sken förstärkes genom   gravitationslinsning. Objektet fick beteckningen GLIMPSE-17775 och visade sig ha  kosmologisk rödförskjutning på 3,5, vilket betyder att den existerade cirka 1,8 miljarder år efter Big Bang. (Big Bang skedde för 13,4 miljarder år sedan.)

Även om Webb gav ett 30-timmarsspektrum av tid fick  den lilla röda pricken, gravitationslinsningen tiden att motsvara med 80 timmar teleskoptid. Denna kombination av Webbs infraröda känslighet och naturens eget "förstoringsglas" förstärkte mängden detaljer som kunde utläsas från GLIMPSE-17775. Resultatet blev mer än 40 spektrallinjer från densamma vilket är det mest detaljerade lilla rödpunktsspektrumet hittills av en red spot.

"När vi såg spektrumet för första gången var det som att ha alla pusselbitar utspridda på golvet," beskriver Vasily Kokorev at the University of Texas at Austin  vilken var den som ledde forskningen. "Vi plockade upp varje pusselbit, mätte linjerna och började kombinera de olika bitarna till en mosaik. Kanske såg några bitar ut som ingenting först, men snart kom några av dem på plats och vi insåg att det fanns något där."

De spektroskopiska data som Webb samlade in innehåller flera bevis som stöder tolkningen att den  lilla röda pricken GLIMPSE-17775 är en svart hål-stjärna: ett snabbt växande svart hål inneslutet i en tät gaskokong som återvinner ljuset som sänds ut nära det svarta hålet och producerar de egenskaper som ses i spektrumet. Bland de drygt 40 linjer som teamet upptäckte i GLIMPSE-17775:s spektrum fanns olika oberoende indikatorer som alla stämmer överens med BH*-scenariot (black hole star) scenario). Till exempel fann teamet att många av spektrallinjerna, såsom väte, syre och helium, inte passar in i en enkel modell av ett roterande gasmoln. Istället inkluderar modellen för bästa passform en breddningseffekt som kallas elektronspridning, ett tydligt tecken på att en tät, lager-på-lager-gaskokong som omsluter denna källa.

Styrkan och förhållandet mellan vissa linjer särskilt de 16 järnlinjer som utgör det teamet kallat en "järnskog" och vissa syrelinjer, kräver en högenergikälla för att produceras, som ett snabbt växande svart hål. Dessutom noterade astronomer fluorescens och absorption av helium i spektrumet vilket båda individuellt tyder på att det finns ett tätt medium som omsluter en kraftfull källa.

Svarta hålteorin passar inte bara GLIMPSE-17775. Det förklarar också varför de flesta små röda prickar är svaga i röntgenstrålfältet då eventuell sådan emission sannolikt absorberas av den täta gaskokongen. Ett saknat element i GLIMPSE-17775-pusselbiten är den del av spektrumet som skulle avslöja det som kallas en Balmer-brytning (en kraftig förändring i intensiteten hos ett stjärnspektrum vid en våglängd på cirka 364,5 nanometer (3646 Å). Denna fysikaliska och astronomiska markör används främst för att bestämma stjärnors temperatur, kemiska sammansättning och ålder) eller en kraftig sänkning i det emitterade ljuset som är ett kännetecken för de små röda prickarna. För att bygga en mer heltäckande förståelse av denna lilla röda prick inkluderade teamet sidodata från två observationsprogram som använde programmen NASAs Hubble Space Telescope: programmen Frontier Fields och BUFFALO (Beyond Ultra-deep Frontier Fields And Legacy Observations) 

 Webb- och Hubble-data tillsammans hjälper till att förklara varför Balmer-brytningen är svagare än vad som vanligtvis finns i andra små röda prickar: En gigantisk galax omger GLIMPSE-17775.

Signaler har upptäckts som troligen kommer från svarta hål bildade av eller under BigBang

 

Bild https://news.miami.edu  En flygbild av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) i Livingston, Louisiana varifrån det 2025 upptäcktes en ovanlig gravitationssignal från universums början. Bild: Med tillstånd av LIGO

Det kan ta år att bevisa, men några astrofysiker vid University of Miami kan stå på tröskeln till ett vetenskapligt genombrott av att bekräfta existensen av uråldriga svarta hål och deras roll i ett av kosmologins största och olösta mysterier tiden vid BigBang.

 En teori beskriver att de första svarta hålen bildades inom den första bråkdelen av en sekund efter Big Bang. Men om de kan bekräftas kan dessa första svarta hål ha varierat i storlek från en asteroids storlek till betydligt större hål och  detta kan   även förklara den mörka materians natur. Då den osynliga materia som utgör cirka 25 procent av all materia i universum och fungerar som gravitationen som håller galaxers stjärnor samman i en galax och bör ha bildats även den vid BigBang. 

Teorin  att den mörka materien bildades spontant ur denna enorma mängd energi, precis som den vanliga (synliga) materien gjorde då.

"Vi tror att vår studie kommer att hjälpa till att bekräfta att de svarta hålen faktiskt existerar så tidigt," beskriver Nico Cappelluti, docent vid College of Arts and Sciences fysikinstitution, om den forskning han och doktoranden Alberto Magaraggia har genomfört (om de första svarta hålens existens).

Forskningen bygger direkt på den senaste potentiella upptäckten av ett subsolart svart hål (ett svart hål i som ses i  riktning mot jorden ) upptäckt av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) vilket i slutet av 2025 upptäckte en ovanlig signal från en gravitationsvåg i form av en osynlig krusning i rumtidens väv orsakad av våldsamma processer likt en kollisionen mellan två svarta hål.

De vanligaste svarta hålen bildas genom att en supernova sker när en massiv stor stjärna exploderar i slutet av sin existens och resten blir ett svart hål. Svarta håls massor kan variera från några gånger större än vår sols massa till miljarder solmassor,"beskriver Cappelluti. I november 2025 utfärdade LIGO en automatisk varning för en sammansmältning där minst ett av objekten vägde mindre än 1 solmassa vilket antyder ytoligehten av att det var ett uråldrigt svart hål.

Man frågade sig då om det var ett kosmiskt genombrott eller kanske ett falskt alarm och enbart ett brus i LIGO:s massiva detektorer vilket en del astrofysiker tror än i dag.

Cappelluti och Magaraggia är däremot övertygade om att det LIGO upptäckte signaturen från ett uråldrigt svart hål i det tidiga universums högdensitetsmiljö långt innan stjärnor bildades. De hoppas att deras fortsatta forskning ska bevisa detta.

"Vi försökte uppskatta hur många uråldriga svarta hål som kan finnas i universum och hur många av dem LIGO kommer att upptäcka," beskriver Magaraggia. "Våra resultat är uppmuntrande. Vi förutspår att subsolare svarta hål som det LIGO kan ha observerat borde vara sällsynta vilket stämmer överens med hur sällan sådana händelser hittills har setts."

Det var de banbrytande sovjetiska vetenskapsmännen Yakov Zeldovich och Igor Novikov, som arbetade under kalla krigets begränsningar som var de första att föreslå existensen av uråldriga svarta hål. I början av 1970-talet utvecklade den välkände teoretiske fysikern Stephen Hawking deras arbete och föreslog att dessa mystiska objekt borde finnas i stort antal och strålar ut energi som kan förklara mysteriet med mörk materias bildning.

När LIGO blev operativt och i  drift hjälpte det till att ge de tidigaste bevisen för deras ovan personers teorier. Instrumentet upptäckte första gravitationsvågen den 14 september 2015 vilket inledde en ny era inom astronomin och gav  bevis för Albert Einsteins allmänna relativitetsteori.

Det enorma observatoriet LIRGO består  av anläggningar i Hanford, Washington, och Livingston, Louisiana. LIRGO arbetar i samordning med Virgo-gravitationsvågsdetektorn i Italien och det underjordiska KAGRA-observatoriet i Japan och bildar ett nätverk känt som LVK och letar efter svarta hål  områden i rymden så kompakta att dessa håls gravitation hindrar allt inklusive ljus från att undkomma.

Framtida uppgraderingar av LIGO kommer att göra observatoriet än mer känsligt. Instrumentet, som består av två L-formade detektorer med 4 km långa vakuumarmar kommer fortfarande inte att kunna se konkreta gravitationsvågor från Big Bang. Den är egentligen utformad för att upptäcka högfrekventa vågor från relativt nyligen inträffade våldsamma stjärnhändelser (som gravitationsvågor från supernovor).

Gravitationsvågsdetektorer i framtiden kommer däremot att kunna se mycket djupare in i kosmos, beskriver Cappelluti. Europeiska rymdorganisationens Laser Interferometer Space Antenna ( LISA) vilket skjuts upp i rymden 2035 anses kunna upptäcka gravitationsvågor från de tidigaste epokerna efter Big Bang.

Studien av signalerna kommer att publiceras i ett kommande nummer av Astrophysical Journal men kan läsas redan  här.

För min del tror jag att de svarta hål kom till samtidigt som BigBang skedde. Kanske de är rester av ett tidigare universum som över tid blev så packat av materia att det blev till en så sluten och liten area att det exploderade och bildade vårt universum i det vi kallar BigBang.

Astronomer hittade en källa till radiostrålningsutkast från kosmos.

 

Bild https://uncnews.unc.edu  Konstnärs tolkning av den vitadvärgbinären ASKAP J1745-5051. Binären (dubbelstjärnan som finns i stjärnbilden altaret 900 ljusår bort från oss på södra stjärnhimlen) består av den mindre men mycket masstäta vita dvärgstjärnan vilken ansamlar material från den större men mindre masstäta röda dvärgstjärnan. Interaktionen mellan stjärnornas magnetfält och värmen från materialets ansamling till  den vita dvärgen skapar signaler i radio- och röntgenljusfrekvenser. Källa: Carl Knox (OzGrav/Swinburne) och Dr. Joshua Preston Pritchard (CSIRO).

Händelsen beskriven ovan har hjälpt astronomer att lösa ett av universums mest förbryllande mysterier (se nedan) där forskare från  The University of North Carolina at Chapel Hill spelade en nyckelroll i att avslöja svaret.

I ett internationellt samarbete hjälpte Carolina-astronomerna Dr. Igor Andreoni, Dr. Brad Barlow och doktoranden Jonathan Carney till med att identifiera källan till en okänd klass av kosmiska signaler kända som långperiodiska radiotransienter.

En Transient signal är en övergående regelbunden signal som kommer och går flertalet gånger eller någon gång bara en gång. Wow-signalen var en 72 sekunder lång, kraftfull radiosignal (kallad Wow-signalen) som fångades upp den 15 augusti 1977 av radioteleskopet Big Ear i Ohio Signalen kom från stjärnbilden skytten. Men den upprepades aldrig och mysteriet vad som var källan är än i dag ett mysterium.

Genombrottet vad som orsakade utbrotten i ASKAP J1745−5051 började med att forskare under ledning av doktoranden Kovi Rose vid University of Sydney använde radioteleskopet Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP)  för att undersökta kraftfulla radiovågsutbrott från stjärnbilden altaret och som upprepades var 1,4:e timme. Observationerna som innefattade flera teleskops samarbete antydde att signalerna kom från ett dubbelstjärnsystem som innehöll en vit dvärgstjärna och en röd dvärgstjärna systemet ASKAP J1745−5051. En vit dvärgstjärna är en mycket massiv stjärnrest ungefär lika stor som jorden men med en massa jämförbar med vår sol och en med betydligt lägre massa en röd dvärgstjärna.

En vit dvärgstjärna är det kompakta slutstadiet för mindre och medelstora stjärnor (som vår sols slut). När stjärnans bränsle tar slut kollapsar den till en extremt liten himlakropp med ungefär samma massa som solen, men med en storlek som  jordens. En röd dvärgstjärna är den vanligaste sorten av stjärnor i universum.

För att testa idén att dubbelstjärna och där den vita dvärgstjärnan var viktig i sammanhanget för att det skulle ske radiostrålningsutkast säkrade Carolina-teamet snabbt observationstid på det 4,1-meters Southern Astrophysical Research (SOAR) teleskopet i Chile.

"SOAR-observationerna blev avgörande för projektets framgång, "beskriver Andreoni, biträdande professor vid institutionen för fysik och astronomi vid UNC-Chapel Hill. "Våra data visade att vi såg två stjärnor som kretsade runt varandra och vi kunde mäta rotationsperioden."

Nattliga observationer utförda av Andreoni, Barlow och Carney avslöjade tydliga signaturer i systemets ljus som bekräftade närvaron av en magnetisk katastrofvariabel med andra ord ett dubbelstjärnesystem där en vit dvärgstjärna drar åt sig material från en följeslagarstjärna i detta fall en röd dvärgstjärna. När materialet dras mot den vita dvärgstjärnan värms det upp till extrema temperaturer och ger upphov till starka optiska och röntgenstrålningsutsläpp.

OBS för att händelser som denna ska kunna ske i ett dubbelstjärnsystem måste den ena stjärnan vara en vit dvärgstjärna (det är den som är den aktiva) medan den andra stjärnan kan vara av vilket slag som helst förutom vit dvärgstjärna .

"Stämningen i observationsrummet den natten var elektrisk," beskriver Barlow, docent vid institutionen för fysik och astronomi vid UNC-Chapel Hill. "Så fort spektrumet dök upp på skärmen visade de otvetydiga emissionslinjerna att vi hade något speciellt på gång. Det är inte ofta man får spela en roll i upptäckter av denna magnitud."

Stjärnorna kretsar så nära varandra att de fullbordar en hel omloppsbana på drygt en timme. Medan material dras bort från röda dvärgen och samlas på den vita dvärgstjärnan (av den starka gravitationen från den mycket täta vita dvärgen), genererar interaktioner mellan stjärnornas kraftfulla magnetfält regelbundna radiostrålsutbrott som kan detekteras över enorma avstånd i rymden.

"Upplösningen och känsligheten hos SOAR-teleskopets instrument var avgörande, "beskriver Carney, doktorand vid institutionen för fysik och astronomi vid UNC-Chapel Hill. "Observationerna möjliggjordes delvis tack vare Goodman-spektrografen, ett instrument designat av Carolina teamet monterat på SOAR-teleskopet som finns i Chile. Det var forskare vid University of North Carolina at Chapel Hill som tog initiativet till  SOAR-teleskop-projektet 1987 för att utöka tillgången till den södra himlen för studenter och forskare."

Upptäckten kan slutligen förklara ursprunget till vissa långperiodiska radiotransienter. När astronomer först upptäckte dessa signaler misstänkte många att de kom från ovanligt långsamt roterande neutronstjärnor så kallade pulsarer. Befintliga teorier föreslår att neutronstjärnor som roterar så långsamt inte borde kunna producera sådana emissioner. De nya resultaten stärker den alternativa förklaringen att några ( kanske alla) av dessa mystiska signaler genereras av interagerande binära stjärnsystem med vita dvärgar som den aktiva stjärnan.

Forskare beskriver att ASKAP J1745−5051  kan fungera som en avgörande vägledning för att tolka framtida upptäckter. Precis som Rosettastenen hjälpte forskare att tyda forntida egyptiska hieroglyfer kan detta system ge astronomer en referenspunkt för att avgöra om nyligen upptäckta långperiodiska radiotransienter härstammar från pulsarer, vita dvärg-dubbelstjärnor eller andra exotiska objekt.

Utöver att lösa ett långvarigt astronomiskt pussel ger ASKAP J1745−5051 forskare en sällsynt möjlighet att studera extrema magnetfält, högenergirik plasma och materians beteende under förhållanden som inte kan återskapas i laboratorier.

Resultaten av studien publicerades i Nature Astronomy, och ger några av de starkaste bevisen hittills till ursprunget till dessa ovanliga radiovågsutbrott, som kan upprepas under perioder från minuter till timmar och som har förbryllat astronomer sedan upptäckten av dem.

Studien finns tillgänglig online i tidskriften Nature Astronomy här. 

En våldsam vind i ultraviolettstrålning sveper ut från ett svart hål

 

Bild https://www.yorku.ca/  Konstnärs tolkning av en kvasar. Den svarta pricken i mitten representerar det supermassiva svarta hålet i kvasarens centrum. Den röd-gula spiralen runt denna visar skivan av het gas som faller in i det svarta hålet. En del av denna gas släpps iväg i kvasarens vind, som visas i ljusblått. Storleken på skivan som visas är jämförbar med storleken på vårt solsystem. Kredit: NASA/CXC/M. Weiss, Nahks Tr'Ehnl, Nurten Filiz Ak

Den gängse förklaringen till denna närmast bestående energikälla är att kvasarer är aktiva galaxkärnor. En kvasar är ett supermassivt svart hål omgivet av en ackretionsskiva i centrum av en galax. Kvasarens strålning är ett resultat av att gas som närmar sig det svarta hålet hettas upp i ackretionsskivan och genom jetstrålar som avger energi i form av UV-strålning. 

Ett team under ledning av forskare vid York University  i Toronto, Kanada har upptäckt den snabbaste UV- vind som upptäckts ur ett supermassivt svart hål som någonsin upptäckts i ultravioletta våglängder drivet av ackretionskivan som består av gas och är kvasaren, som omger det svarta hålet.

Ultraviolett ljus (UV-strålning) är en osynlig form av elektromagnetisk strålning med våglängder mellan 100 och 400 nanometer (nm) vilket är kortare än våglängderna för synligt ljus. Den största källan är solen. Ultraviolett (UV) ljus kan interagera med och gradvis bryta ner materia. Högenergirik UV-strålning (som UV-C) kan excitera elektroner och bryta kemiska bindningar i materia (även organiska material och plaster) vilket får dem att vittra sönder eller avdunsta.

"Den här kvasaren har ett svart hål med 1,7 miljarder gånger mer massa än vår sol. Det är inget konstigt med det. Men oväntat är att den innehåller gas som rör sig mot jorden med 30 procent av ljusets hastighet," beskriver York-professor Patrick Hall vid naturvetenskapliga fakulteten.

Beskrivningen av fyndet har publicerats i en peer-reviewed artikel i The Astrophysical Journal, utgiven av The American Astronomical Society. 

Forskarteamet bestod av York-doktoranden med huvudförfattaren Lucas Seaton, doktoranden Marianna Veltri och grundutbildningsstudenten Zezhou Zhu, tillsammans med kollegor från University of Washington Bothell och andra medlemmar i Sloan Digital Sky Survey (SDSS)-samarbetet.

"Denna kvasar, känd som J2318 (Jay Twenty-Three Eighteen) finns  i en galax i stjärnbilden Pegasus," beskriver Seaton. "När det gäller vindens hastighet kan den kallas en kategori 79-orkan," beskriver Seaton. "Varje kategori av orkaner är ungefär 20 procent kraftigare än kategorin under föregående tal. Att kalla den kategori 79 ger en uppfattning om hur kraftig den är. Men naturligtvis är denna vind olik alla vindar på jorden. I kvasarer ses ofta vindar av gas som drivs bort från det svarta hålet av kvasarens ljus," beskriver Seaton. "Vinden i J2318 drivs av ljusstrålar av ultravioletta våglängder med hastigheter upp till 30 procent av ljusets hastighet. Ännu snabbare vindar kan finnas vid röntgenvåglängder men J2318 är den snabbaste som någonsin upptäckts vid ultravioletta våglängder (UV-strålning)."

Till skillnad från gastryck som driver atmosfäriska vindar på jorden, drivs vindar från kvasarer åtminstone delvis av ljusstrålar. Enskilda ljuspaket (kallade fotoner) studsar mot eller absorberas av atomer i gasen och accelererar dessa.

"Kvasarer avger så många fotoner att dessa små tryck summeras till extrema hastigheter," beskriver Seaton. "Problemet är att fotonerna också kan trycka bort  elektroner från atomerna vilket gör atomer osynliga. Hur man pressar gasen till de hastigheter vi ser samtidigt som kol- och kiseljonerna vi ser bevaras intakta är svårt att förstå." Upptäckten bygger på data från två komponenter av SDSS, en internationell undersökning av natthimlen till vilken hundratals astronomer har bidragit sedan starten 1998, nämligen SDSS-IV Time-Domain Spectroscopic Survey och SDSS-V Black Hole Mapper.

Veltri flaggade kvasaren som potentiellt intressant i SDSS-V under 2023 när hon var grundutbildningsstudent vid York. Efter att ha tittat på den med programvara som Zhu satt upp insåg Hall att den hade en extremt snabb vind.

"Kanada har en andel av det åtta meter stora Frederick C. Gillett Gemini-teleskopet (även känt som Gemini North) på Hawai'i, och vi föreslog omedelbart observationer med det. Där lyckades  man bekräfta dess rekordhöga vindhastighet," beskriver Zhu och tillägger att han ofta involverar York-studenter i forskning som en del av sitt eget deltagande i SDSS.

Zhu beskriver att "precis som en regnbåge sprider solens ljus i olika våglängder (färger), sprider SDSS ut ljuset från vissa stjärnor, galaxer och kvasarer till  deras 'spektra'. Från spektrat lär sig eleverna öva i att upptäcka ovanliga kvasarer. Tidigare var det  endast doktorandastronomer eller doktorander som studerade för en doktorsexamen som hade möjlighet till en sådan upptäckt men SDSS möjliggör nu för grundutbildningsstudenter att göra det."

Studiens medförfattare, docent Paola Rodríguez Hidalgo vid University of Washington at Bothell, tillägger: "Både Patrick och jag har arbetat tillsammans  med grundutbildningsstudenter tack vare SDSS Faculty and Students Team (FAST)-initiativet  stödjs nu dessa samarbeten. Initiativ som detta gör det möjligt för studenter att fokusera på forskning samtidigt som de avslutar sina grundutbildningar. Dessa studenter kommer att bli nästa generation forskare och gör redan vetenskapliga upptäckter."

Medförfattaren Liliana Flores, som arbetade med professor Rodríguez Hidalgo som grundutbildningsstudent vid UW Bothell och som deltog i SDSS Faculty and Students Team (FAST), beskriver att hon var mycket glad att få bidra till studien av detta extrema utflödesfall. "Jag ansvarade för att anpassa absorptionsprofilerna i kvasarspektrumet för att bestämma deras hastighet och ekvivalenta bredder. Upprepade observationer visade att mängden absorberat ljus förändras över tid.

 Något i vindförhållandena måste förändras för att det ska hända." Sökningar fortsätter efter fler extrema höghastighetsutflöden från kvasarer. Det kommer inte att vara lätt att hitta ett snabbare ultraviolett utflöde än J2318, men vi fortsätter denna sökning i det närliggande universum liksom i de mest avlägsna delarna av universum ." beskriver Flores

Min tanke är om det kan vara Hawkingstrålning som upptäckts?  Det blir för långt inlägg att förklara denna här intresserade kan läsa om den i stället i wikipedia kortfattat här.

Det överraskade forskarna att den Interstellära kometen 3I/ATLAS avdunstar metan.

 

Den översta delbilden från https://science.nasa.gov  visar den interstellära kometen 3I/ATLAS (komet som kommer från ett annat solsystem än vårt) med MIRI (Mid-Infrared Instrument) på NASAs James Webb Space Telescope med konturer som illustrerar var olika gaser befann sig vid tiden då kometen observerades. Vattenånga som sprider sig långt bortom kärnan mycket av denna frigörs av iskorn i koman medan koldioxid och metan är mest koncentrerat nära kometens kärna. Den nedre bilden visar spektrum som visar egenskaper av de olika gaser som Webbteleskopet fann som strålade ut  från kometen. Källa: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Belyakov (Caltech), I. Wong (STScI), Bildbehandling: A. Pagan (STScI)

NASAs James Webb Space Telescope har samlat in sitt första kemiska fingeravtryck i mellaninfrarött läge av ett interstellärt objekt under ett besök av den interplanetära kometen 3I/ATLAS efter dess runda runt solen. Undersökningsteamets resultat publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters.

Observationerna gjordes med Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument) vid två separata datum när kometen for tillbaka ut ur vårt solsystem efter att den tagit ett varv runt solen (postperihelion). Den första observationen ägde rum mellan den 15 till 16 december då kometen befann sig cirka 329 miljoner kilometer från solen. Därefter följde en andra observation den 27 december när kometen befann sig cirka 379 miljoner kilometer från solen.

Det blev den första gången Webbteleskopet upptäckte metangas utsläpp från en  interstellär besökare (ett objekt kommet från ett annat solsystem). Metan är mycket flyktigt vilket innebär att det sublimerar från fast is till gas mycket lätt. Dess fördröjda framträdande i kometen 3I/ATLAS tyder på att gasen fanns under kometens översta ytlager och skyddades från sublimering tills värmen från kometens nära passage till solen nådde djupare delar av den isiga ytan och metan slapp loss. Mängden metan i förhållande till vatten i kometen som hittats är förvånansvärt hög med få liknande motsvarigheter i vårt eget solsystem. Ett undantag i vårt solsystem är Saturnus största måne Titan  där hav av metan finns på dess yta. Naturgas (och fossilgas) består till största delen av metan som bildats djupt ner i jordskorpan under miljontals år av högt tryck och hög temperatur

Webbs observationer bekräftade också att kometen 3I/ATLAS är ovanligt rik på koldioxid och släpper ut mycket mer koldioxid jämfört med  kometer som finns i vårt eget solsystem.

Båda dessa fynd (metan och koldioxid i större mängd) pekar på en mycket annorlunda bildningsmiljö och kemi än den stora majoriteten av kometer som bildats i vårt solsystem. 

Koldioxid  bildas naturligt i naturens kretslopp främst genom cellandning (respiration), organisk nedbrytning och vulkanutbrott. Processerna drivs av biologiska och geologiska system utan mänsklig inblandning

Dessutom observerade Webb en kraftig minskning av gasproduktionen  och utsläpp när kometen 3I/ATLAS rörde sig längre från solen med vatten som den mest uttalade minskningskällan Detta är förväntat beteende för ett  objekt som detta eftersom kometen får mindre värme från solen blir ytan kallare och mindre is förångas. Vatten, som är mindre flyktigt än metan eller koldioxid slutar fortare att stänga av sin gasproduktion i detta fall vattenånga.

Nedslag av asteroider och planetesimaler (början till planeter)under Jordens första tid kan ha skapat livsmiljöer under jord.

 

Bild https://eos.org  (Eos is the award-winning digital magazine of science news published by AGU (Awards for Publication Excellence has recognized the work of professional communicators. In 2025, Eos received two of these prestigious industry awards for articles published in 2024.) Konstnärlig avbildning av den tidiga jorden under Hadeum-eonen (4567 miljoner år s till för 4 000 miljoner år sedan) visar en yta formad av frekventa nedslag, lokal smält yta och områden med  flytande vatten. Varken helt helvetiskt eller lugnt på den tidiga jorden men en föränderlig miljö som ofta förändrades av nedslagsbombardemang. Kredit: SwRI/Simone Marchi

Asteroider och planetesimaler bombarderade regelbundet jorden mellan cirka 4,6 miljarder och 3,5 miljarder år sedan, under Hadeum eonen och Arkeiska eonen (4,0 till 2,5 miljarder år sedan) I dag är få bergarter äldre än 4 miljarder år är vår förståelse av jordens miljö under den tiden är begränsad. Prover från månen och dess kraterfyllda yta antyder dock periodens mängd av kosmiska nedslag.

Tidiga asteroidnedslag orsakade betydande förändringar i jordskorpan (på jorden)  som vid den tiden främst var basaltlik. Chockvågorna från kollisionerna spräckte skorpan och ökade porositeten vilket gjorde att vätskor och gaser kunde röra sig genom berggrunden. Tidigare forskning tyder på att de resulterande hydrotermala systemen exempelvis nätverket av gejsrar runt Yellowstone National Park var den  miljö och därmed ursprunget till utvecklingen av tidigt liv på jorden.

Alexander med flera forskare som undersökte hur ytpåslag under Hadeikum och arkeikum gjorde det möjligt för vätskor och gaser att röra sig genom skorpmiljöer. Författarna till studien (se nedan, tyvärr har jag inte lyckats utröna vilken institution eller ev universitet författrna  hör hemma på. Men studien kan läsas på länkar nedan) byggde en stor uppsättning nedslagssimuleringar med iSALE:s chockfysikkod, där parametrar som basaltskorpas tjocklek, geotermiska gradienter och närvaro eller frånvaro av ett 5 kilometer djupt hav växlade. Simuleringarna beskrev hur kollisioner på ytan formade permeabiliteten (ett ämnes förmåga att släppa igenom vätskor och gaser eller leda magnetiska fält)  i jordskorpan. De integrerade sedan en modell för forntida bombarderingsdata för att förstå de kumulativa effekterna av upprepade attacker över tid.

Resultaten visar att före 4,3 miljarder år sedan ( jorden beräknas ha en ålder av ca 4,5 miljarder år) kan nedslag ha gjort skorpan mycket mer genomsläpplig, särskilt på de översta 8 kilometerna. Från simuleringarna drog författarna slutsatsen att storleken på permeabla områden var beroende av nedslagsenergin och att geotermiska gradienter och bergartssammansättning i jordskorpan påverkade graden av fragmentering efter nedslaget. Dessa porösa domäner utgjorde potentiella miljöer för prebiotisk kemi i den tidiga jordskorpan.

Forskningen är den första omfattande studien av påverkangenererad permeabilitet i den tidiga jordens yttersta lager. Resultaten ger en ny ram för att utvärdera hur bombardemang påverkade hydrotermal cirkulation och geokemisk omvandling under Hadeikum och arkeiska eonen, med konsekvenser för vår förståelse av livets ursprung och utveckling under jordens tidigaste dagar. Studien är publicerad i AGU Advances, 

Inlägget ovan är mina tankar och fria översättning från engelska av vetenskapsskribent Aaron Sidder  artikel i digitala tidskriften EOS . 

Vilka forskarna (författarna) till studien är och var de kommer från kunde jag inte som jag beskrev ovan inte  utröna men kanske ni som läser studien förstår detta  bättre och kan  utröna var de kommer från lycka till. Själv är det första gången jag misslyckats med detta.

Alma-teleskopet har upptäckt pulserande vind från vintergatans svarta hål.

 

Bild https://www.almaobservatory.org  Ovan sammansatta bild är data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array och NASAs Chandra X-Ray Observatory. Den visar att en vind blåser bort från Skytten A* (Sgr A*). Det svarta hålet i centrum av vår galax. Den vita pricken i mitten av bilden visar Sgr A*. Det  orange är data från ALMA-radioteleskop i Chile som kartlägger platsen för den kalla gasen kolmonoxid  på bilden. Blått är röntgendata från NASAs Chandra X-ray Observatory. En stor konformad hålighet, vilket är frånvaro av kall gas i ALMA-datan utan är fylld av varm röntgenutsändande gas sedd Chandra-datan. Forskare tror att en het, energirik vind från Sgr A* skapade denna struktur genom att svepa bort den kalla gasen och avge het gas det svarta hålet. Bildkredit: Northwestern Univ./M. Gorski; Röntgen: NASA/CXC/SAO; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA

Astronomerna som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har äntligen funnit tydliga bevis för att det supermassiva svarta hålet i Vintergatans centrum, Sagittarius A* (Sgr A*), blåser ut en het kosmisk vind  något forskare ansett ske men inte funnit bevis på  i över 50 år förrän nu. Astronomisk teori säger att när ett svart hål drar till sig omgivande gas men bör  också blåsa ut en del material i form av vindar eller jetstrålar. Hittills hade vinden från vintergatans svarta hål aldrig bekräftats säkert. 

Med flera års mycket detaljerade ALMA-observationer kartlade astronomer kall gas inom bara några ljusår från Sgr A*. Efter att noggrant ha tagit bort det svarta hålets starka radiostrålning i datan upptäckte de ett gigantiskt, konformat hål i den kalla gasen riktat rakt mot det svarta hålet och avtrycket av en kraftig het aktiv vind  från Sgr A*.  

Min tanke är om detta med gasupptäckten kan ha samband med teorin om Hawkingstrålning?  Teorin beskriver att svarta hål i teorin strålar ut partiklar. Partiklar som flyr dränerar effektivt energi från det svarta hålet. I Hawkings  teori avger svarta hål små mängder termisk strålning vid en temperatur som räknas ut med en rätt avancerad ekvation som beskrivs här . Det svarta hålet drar till sig materia gas från sin omgivning en del av denna gas studsar tillbaks i händelsehorisonten utåt i stället för att hamna i det svarta hålet. Om ingen  ingen gas finns vid ett svart hål som kan dras ner i det avdunstar det svarta hålet nästan helt över en visserligen ofantlig tid men avdunstar likväl.

Teamet uppskattar att denna vind har blåst i minst 20000 år. Men den är relativt mild jämfört med de dramatiska jetstrålar som upptäckts i andra galaxer. Genom att avslöja denna sedan länge eftersökta vind har ALMA (och Chandra) hjälpt till att lösa ett decennier gammalt mysterium och gett forskarna den klaraste bild hittills av hur ett supermassivt svart hål både kan dra åt sig och omforma sin omgivning i Vintergatans centrum. 

Studien har publicerats som "The Discovery of a Large Active Wind from the Milky Way's Central Black Hole" av M. Gorsky och E. Murchikova i The AstrophysicalJournal Letters. 

Ett område med brist på röda stjärnor har upptäckts

 

Bild wikipeddia Den röda dvärgstjärnan Proxima Centauri vår närmaste grannstjärna (4,2 ljusår bort).  Röda dvärgstjärnor har cirka en tredjedels av vår sols massa och mindre diameter. De är de vanligaste stjärnorna i universum. De förbränner sitt bränsle mycket långsamt och blir  mycket gamla. DE kan bli kanske biljoner år gamla till skillnad mot vår gula sol som kan bli ca 10 miljarder år.

Forskare vid Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland studerade en stjärna under bildning men hittade något betydligt mer spännande.

Med hjälp av data från Europeiska rymdorganisationen (ESA) Euklides rymdteleskop och NASAs Hubbleteleskop planerade teamet att analysera stjärnors rörelser inom en uråldrig samling stjärnor. Men vad de fann när de grupperade stjärnhopens stjärnor efter ljusstyrka och färg som observerats av Euclid var att de saknade det de  förväntat sig  här röda dvärgstjärnor. Denna lucka tros vara kopplad till förändringar som sker i vissa stjärnors inre, vilket ger astronomer en inblick i processer som sker inuti stjärnor även tusentals ljusår bort.

Detta är första gången denna brist  upptäcktes i en klotformad hop. "Upptäckten var en slump," beskriver STScI:s Andrea Bellini, en av forskningsartikelns huvudförfattare. "Vi letade inte efter tomrummet av röda dvärgar utan vi upptäckte det."

Förekomsten av denna brist i relativt närliggande stjärnor upptäcktes 2018 av forskare som analyserade data från ESA:s Gaia Observatorie. Det teamet upptecknade nästan 250 000 stjärnor från Gaia-arkivet på en Hertzsprung-Russell (HR) diagram, ett av de viktigaste verktygen inom stjärnstudier. Det är grafen som astronomer använder för att klassificera stjärnor och spåra deras livscykler.

På HR-diagrammet plottas stjärnans ljusstyrkor mot deras färger vilket fungerar som en proxy för deras temperaturer. Stjärnornas positioner i diagrammet avslöjar vilka specifika stjärnevolutionära stadier de befinner sig i. Kanske är det mest utmärkande draget sträckan av Huvudseriestjärnor som går diagonalt över diagrammet.

När precisionen och känsligheten i modern astronomi förbättras kan astronomer placera stjärnor mer exakt på diagrammet. Gaia-data avslöjade en tidigare okänd formation. En smal, diagonal skiva av mestadels saknade stjärnor genom huvudserien i mitten av röddvärgregionen.

Så vad orsakar denna brist? Det verkar som att bränsle som samlats i deras centrum i vissa röda dvärgstjärnor kan utlösa en energiexplosion som leder till strukturell instabilitet i stjärnans inre. Med ett innehåll av 0,34 och 0,36 gånger solens massa genomgår röda dvärgar små variationer som ändrar deras storlek, ljusstyrka och temperatur. Ett fåtal stjärnor genomgår dock förändringar av massa och därför saknas röda dvärgar med dessa specifika ljusstyrkor (de kan då få större massa och då inte längre tillhöra de röda dvärgstjärnorna utan nästa högre grupp stjärnor de orange stjärnorna. Varför detta sker är däremot inte känt i dag. Inte heller varför det verkar ha hänt i stor skala här. min anmärkning). Detta återspeglas i HR-diagrammet som en brist. Gaia hittade bristen när teleskopet tittade på stjärnor i det lokala området, som vanligtvis är yngre än stjärnor i klotformiga hopar. Nu fann Euclid-teamet exakt samma process som sker i mer avlägsna stjärnor.

Denna upptäckt hade inte varit möjlig utan den mjukvara och de tekniker som ursprungligen utvecklades vid STScI för NASAs Hubble-teleskop under mer än två decennier. Teamet använde dessa verktyg, som främst utvecklades av STScI:s Jay Anderson, för att göra de högprecisionsmätningar som krävdes för att upptäcka denna egenskap i den extremt trånga miljön i en globformig hop. Även om Hubbles synfält är mycket, mycket mindre så var gapet tydligt när dessa verktyg kombinerades med Euklides panoramavy.

"Med dessa verktyg visar vi att vi kan tänja på gränserna för Euklides, och i framtiden det romerska rymdteleskopet, över ett brett synfält," sade teammedlemmen Mattia Libralato, tidigare på STScI och för närvarande vid Italiens nationella institut för astrofysik (INAF) i Padova, Italien. "Ytterligare undersökningar med Euclid och i framtiden Roman kommer förhoppningsvis att göra det möjligt för oss att bättre karaktärisera denna formation även i andra klotformiga hopar."

The Lagets resultat publicerad idag i Astronomi ochAstrofysik. 

Svarta hål, Higgsmassa och en sjudimensionell geometri

 

Bild https://websrv.saske.sk/uef/en  Förening av svarta håls stabilitet och elementarpartikelmassa via 7D-geometri  Schematisk illustration av ramverket som presenteras i den 7-dimensionella Einstein-Cartan-teorin på en G2-mångfald med torsion (syftar på deformationen av ett material när det utsätts för vridmoment eller rotationskrafter). Vänstra panelen (bilden) visar 7D G2-manifold torsionsknuten. Geometrisk torsion genererar en repulsiv kraft vid Plancktätheter (centralt infälld), vilket stabiliserar en svart hål-rest. Genom dimensionsreduktion identifieras torsionsvakuumförväntansvärdet med den elektrosvaga skalan (≈246 GeV) vilket naturligt ger Higgsfältvakuumförväntningsvärdet (VEV) och möjliggör för elementarpartiklar att förvärva massa i 4D-rumtiden. 

Ett av de största mysterierna inom modern fysik, "informationsparadoxen om svarta hål", kan äntligen ha funnit en elegant lösning, och svaret kan också avslöja ursprunget till massan hos fundamentala partiklar. 

På 1970-talet visade Stephen Hawking, genom semiklassiska beräkningar, att svarta hål inte är riktigt svarta utan avger en svag strålning som får dem att gradvis krympa tills de försvinner. Denna process medför dock ett enormt problem: den verkar orsaka en irreversibel informationsförlust, vilket bryter mot kvantmekanikens unitaritetsprincip (den  totala sannolikheten för alla möjliga händelser eller utfall alltid är exakt ett (1) eller 100% över tid). Med andra ord säger kvantfysikens lagar att information inte kan förstöras, men avdunstningen av ett svart hål antyder något annat.

Nu föreslår en ny studie publicerad i tidskriften General Relativity and Gravitation under ledning av Richard Pinčáks team i Institute of Experimental Physics SAS Slovak Academy of Sciences i Slovakien en innovativ lösning baserad på den komplexa geometrin i ett rum med extra dimensioner.

I en artikel publicerad i General Relativity and Gravitation utforskade forskarna de fenomenologiska konsekvenserna (Fenomenologi är läran om hur vi upplever världen. Som filosofisk metod strävar den efter att beskriva fenomen ("det som visar sig") exakt så som de uppfattas av vårt medvetande, utan att vi låser in dem i teoretiska förutfattade meningar.)av en gravitationsteori, känd som Einstein-Cartan-teorin, formulerad i 7 dimensioner på en specifik matematisk struktur kallad G2-mångfald med torsion". Till skillnad från standard allmän relativitet tillåter denna teori rumtiden inte bara att böja sig utan också att "vrida" (den så kallade rumtidstorsionen).

Resultatet av denna modell är fascinerande: vid extrema tätheter, typiska för Planckskalan (Planckskalan är fysikens minsta teoretiska gräns där konventionella lagar för gravitation och kvantmekanik smälter samman). Den definieras av fundamentala konstanter som ljusets hastighet och Plancks konstant. Skalan representerar den punkt där rumtiden upphör att vara slät och istället beskrivs som ett kaotiskt "kvantskum".) och genererar denna geometriska torsion en repulsiv kraft. Denna kraft motverkar gravitationskollaps och stoppar dynamiskt det sista stadiet av Hawkingavdunstningen. Som ett resultat försvinner inte det svarta hålet i intet, utan lämnar efter sig en stabil "rest" vars förväntade massa är ungefär 9*10-41 kg.

Om det svarta hålet inte försvinner, vad händer då med informationen om all materia som föll in i det? Forskarna föreslår att denna stabila rest fungerar som ett verkligt minnesarkiv. Resten av strukturen ger en konkret mekanism för att lagra information genom spektrumet av dess "kvasi-normala modul" (karakteristiska egenskapssvängningarna hos öppna eller dissipativa fysikaliska system.).

I praktiken kodas och fångas kvantinformation inom de långlivade "vibrationerna" i torsionsfältet i restens geometri. Teamet beräknade att en rest som härstammar från ett svart hål med solens massa skulle kunna lagra den otroliga mängden cirka 1,515*1077 Qubits av information, precis tillräckligt för att lösa paradoxen.

Det som gör denna studie särskilt intressant är dess djupa koppling till partikelfysik. Forskarna visade att dimensionsreduktionen (från 7 till 4 dimensioner, vår uppfattbara rumtid) av denna geometri utgör en naturlig källa för den elektrosvaga skalan ~246$ GeV). Denna skala är känd för att vara associerad med Higgsfältet, som ger massa till elementarpartiklar.

I denna teoretiska ram identifieras vakuumförväntansvärdet (VEV) som antags av torsionsfältet dynamiskt med den elektrosvaga skalan (cirka 246 GeV). I huvudsak erbjuder samma geometriska egenskap som räddar svarta hål från att försvinna och bevarar kvantinformation också en rent geometrisk förklaring till masshierarkiproblemet inom partikelfysiken. Varför har vi inte bevis på dessa extra dimensioner än? Svaret ligger i de häpnadsväckande energiskorna som är involverade. Forskarna beräknade att partiklarna kopplade till dessa dimensioner (Kaluza-Klein-excitationer) har massor runt 8,6*1015 GeV. Detta är sju storleksordningar utanför räckvidden för Large Hadron Collider (LHC), men "osynlig" för kolliderare betyder inte "otestbar"

Teorin är långt ifrån ren spekulation eftersom den bygger på stela geometriska relationer. Om modellen är korrekt gör den specifika, falsifierbara förutsägelser som kan jagas i universums djup snarare än i ett laboratorium. Först, de stabila resterna av svarta hål (9*10-41 kg) som förutspåddes av studien kan vara en komponent i den mystiska mörka materian.

Att upptäcka gravitationssignaturen hos dessa "Planck reliker" skulle ge direkt bevis för teorin. Dessutom erbjuder informationen som kodas i deras "vibrationer" (kvasi-normala moder) en konkret matematisk ram som skiljer denna modell från alla andra. Slutligen är energinivåerna typiska för det mycket tidiga universum, vilket innebär att fingeravtryck av denna sjudimensionella geometri kan vara dolda i den kosmiska mikrovågsbakgrunden eller i primordiala (de första gravitationvågorna) gravitationsvågor. Genom att överbrygga gapet mellan de minsta skalorna av svarta hål och Higgsfältets enorma omfattning antyder denna forskning att informationsparadoxen kanske inte kräver att vi skriver om kvantmekaniken. Istället bjuder den in oss att omfamna en djupare, sjudimensionell förståelse av själva väven i vår verklighet.

 Originalpublikationen av Pinčák, R., Pigazzini, A., Pudlák, M. m.fl. Pinčák, R., Pigazzini, A., Pudlák, M. et al. Geometric origin of a stable black hole remnant from torsion in G-manifold geometry. Gen Relativ Gravit 58, 29 (2026) kan läsas här.

Rosettastenen för mystiska kosmiska signaler

 

Bild wikipedia Rosettastenen  utgörs av tre olika versioner (språk) av i stort sett samma text. Egyptiska med hieroglyfer, fornegyptiska med demotisk skrift. Den nedre texten är på klassisk grekiska med grekiska tecken. Detta gjorde att forskarna för första gången fick förklaringar till ett större antal hieroglyfer och kunde komma igång med att klarlägga vad hieroglyferna betyder.

Ett internationellt team under ledning av astronomer vid University of Sydney avslöjat de tydligaste bevisen för ursprunget till en ovanlig klass av kosmiska signaler. Genom att göra detta har de identifierat ett sällsynt stjärnsystem som ger forskare ett naturligt laboratorium för att studera extrem fysik.

Med hjälp av CSIRO:s ASKAP-radioteleskop upptäckte teamet en vit dvärgstjärna  som slet av materia från sin större följeslagarstjärna men som har mindre densitet  .

När detta material i spiralform virvlar mot den vita dvärgstjärnan  produceras det kraftfulla utbrott av radiovågor och röntgenstrålar i en cykel som upprepas var 1,4:e timme. Huvudförfattaren och doktoranden till studien (se nedan) Kovi Rose från University of Sydneys School of Physics och CSIRO beskriver att detta ger den första bekräftade identifieringen av vad astronomer kallar 'långperiodiska radiotransienter': kosmiska pulser som tidigare bara upptäckts från bara några få avlägsna områden i vår galax.

"För första gången har vi lokaliserat ursprunget till dessa signaler och bekräftat att källan är en 'katastrofal variabel' eller en ansamlande av materia vit dvärgstjärna," beskriver Mr Rose.

"Långperiodiska radioövergångar har förbryllat astronomer i åratal," beskriver Mr Rose. "Vi har bara hittat ett dussin, och deras ursprung har varit oklart. Nu har vi kunnat visa att källan till en av dessa transienta kommer från en vit dvärg som aktivt drar material från en följeslagarstjärna." långperiodiska radiotransienter troddes initialt vara långsamt roterande neutronstjärnor, kända som pulsarer. Nuvarande modeller antyder dock att neutronstjärnor som roterar så långsamt inte borde kunna producera sådana signaler.

Den nya upptäckten stärker en alternativ förklaring: att åtminstone några av dessa mystiska utbrott kommer från system av två stjärnor, med vita dvärgar involverade.

"Några liknande objekt hade tidigare kopplats till binära system, men detta är det första där vi tydligt kan se både stjärnor och ackretionsprocessen i aktion," beskriver professor Murphy, chef för School of Physics vid University of Sydney och chefsforskare vid ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav).

Systemet är också bara den andra kända långperiodiska radiotransienten som sänder ut regelbundna röntgenstrålar och det första där orsaken till regelbundenheten har bekräftats. Detta unika system upptäcktes med hjälp av ASKAP-radioteleskopet, som ägs och drivs av CSIRO, Australiens nationella vetenskapsmyndighet. ASKAP:s arbete av täckning, upplösning och känslighet är oöverträffad inom radioastronomi, vilket möjliggör detektering av sådana ovanliga signaler som annars skulle missas.

Forskarna säger att ASKAP J1745-5051 kan fungera som en referenspunkt för att förstå andra långperiodiska radiotransienter.

Det internationella teamet inkluderade astronomer från USA, Kina, Kanada, Spanien, Israel och Australien. Teamet använde CSIRO:s Australia Telescope Compact Array och ASKAP-radioteleskop i Australien, MeerKAT-radioteleskopet i Sydafrika, SOAR- och Magellan-optiska teleskop i Chile samt de rymdbaserade Swift (UV/röntgen) och Einstein Probe (röntgen) teleskopen.

Resultaten publiceras i Nature Astronomy.

Den röda pricken kallad Abell2744-QSO1i tidens början

 

Bild https://science.nasa.gov

Abell2744-QSO1 (QSO1) är en prototypisk Little Red Dot, en av de första av de nu hundratals små lysande fläckar av infrarött ljus som Webbteleskopet  upptäckt som prickar i universums första tid. QSO1 är ungefär 1300 ljusår i diameter med en kosmologisk rödförskjutning (z) på 7 vilket visar att ljuset vi ser avgavs bara 700 miljoner år efter Big Bang.  Då universum endast var 5 % av sin nuvarande ålder. QSO1 är idealisk för studier eftersom den är gravitationslinsad, både förstorad och trippelt avbildad. Abell 2744 finns från oss sett bortom ett mellanliggande megakluster av galaxer som förvränger sin omgivande rumtid (och därmed ger effekten av förstoring av Abell 2744.

En detaljerad studie av den ljusaste av de tre linsbilderna, QSO1A (uppe till höger), visar att objektet består av ett centralt supermassivt svart hål med 50 miljoner gånger större än vår sols massa, omgivet av ett moln av väte- och heliumgas med mycket små mängder tyngre grundämnen som ex syre. Till skillnad från supermassiva svarta hål i närliggande galaxer, som bara utgör en liten bråkdel av värdgalaxens totala massa, innehåller QSO1:s svarta hål minst dubbelt så mycket massa som det galaktiska materialet runt omkring.

Ett nytt sätt att förstå universum

 

Bild https://www.peakpx.com/.

Ett internationellt team lett av forskare vid Institute of Cosmos Sciences vid Universitetet i Barcelona (ICCUB) har utvecklat en ny metod som kan förbättra vår förståelse av universums expansion och mörk energi. Typ Ia-supernovor är de explosiva händelserna hos vita dvärgstjärnor. Eftersom de tenderar att explodera med nästan samma inneboende ljusstyrka använder astronomer dem som "standardljus": genom att jämföra deras kända verkliga ljusstyrka med deras upplevda ljusstyrka från jorden kan forskare mäta kosmiska avstånd.

Denna teknik var avgörande för att upptäcka att universums expansion accelererar. Något som tillskrivs mörk energi. Det finns dock en hake den att alla typ Ia-supernovor är inte exakt likadana.

Under de senaste två decennierna har astronomer upptäckt att ljusstyrkan hos dessa supernovor beror en del  på de galaxer där de exploderar. Till exempel tenderar supernovor i de mest massiva eller äldsta galaxerna att se något annorlunda ut än de i mindre eller yngre galaxer.

Hittills hade dessa effekter korrigerats med enkla, ungefärliga justeringar, vilket annars skulle kunna begränsa hur exakt vi kan mäta avstånden till dessa supernovor.

Den nya studien tar itu med detta problem genom att modellera allt på en gång. Supernovaexplosioner, galaxerna där de finns, dammet som dämpar och rödfärändrar deras ljus, frekvensen med vilken supernovor uppstår under kosmisk tid och till och med universums egen expansion.

Istället för att analysera varje del separat byggde teamet en enda, självkonsekvent modell som kopplar samman alla dessa element fysiskt och statistiskt.

"Ett kraftfullt sätt att modellera universum är att simulera det ab initio i datorn med hjälp av bayesiansk inferens ," beskriver Raúl Jiménez (ICREA-ICCUB), medförfattare till studien. "Detta ger en metod att variera alla möjliga parametrar samtidigt för att förutsäga vilket universum vi lever i. Dessutom kan man genom att ha denna kapacitet, undersöka möjliga 'okänd eller okända' systematik för att förstå denna effekt. Effekten av dessa systematik i vår slutsats är utan tvekan den viktigaste saknade ingrediensen i nuvarande metoder för att modellera universum."

För att göra detta ambitiösa angreppssätt beräkningsmässigt genomförbart använde teamet en modern uppsättning tekniker som kallas simuleringsbaserad inferens.

Metoden fungerar enligt följande: först simulerar forskare många möjliga universum med hjälp av fysiska modeller; Därefter lär sig ett neuralt nätverk (en typ av artificiell intelligens) hur den simulerade datan relaterar till de underliggande fysiska parametrarna och slutligen kan det tränade systemet dra slutsatser direkt från verkliga observationer. Detta möjliggör analys av tiotusentals supernovor samtidigt, något som skulle vara omöjligt med traditionella metoder. Förutom att förbättra mätningarna av mörk energi belyser studien också hur och när typ Ia-supernovor bildas.

Ett av de viktigaste resultaten är att metoden kan uppskatta galaxavstånd (rödförskjutning) mycket exakt med endast bilder. Rödförskjutning mäter hur mycket en galax ljus sträcks ut när universum expanderar. Det visar hur långt bort ett objekt är i tid och rum.

Det nya tillvägagångssättet uppnår en precision jämförbar med spektroskopiska mätningar men utan behov av spektra. Detta är avgörande, eftersom framtida himmelsundersökningar kommer att upptäcka miljontals supernovakandidater men endast en liten andel kan realistiskt studeras med spektroskopi.

Vera C. Rubin-observatoriet, som för närvarande byggs i Chile, kommer snart att påbörja en tioårig himmelundersökning. Det kommer att upptäcka ett aldrig tidigare skådat antal supernovor, varav cirka 99 % endast kommer att observeras fotometriskt det vill säga via bilder i olika färger.

"Till skillnad från andra ramverk, som kräver analytiska förenklingar, är vår kompromisslösa end-to-end-simuleringsbaserade inferensmetod unikt kapabel att extrahera all kosmologisk och astrofysisk information från Rubin-observatoriets hårt förvärvade data, samtidigt som vi undviker fallgroparna med urvals- och modelleringsbias," säger Konstantin Karchev (ICCUB-SISSA Trieste), huvudförfattare till studien.

Resultaten av studien  visar att kombinationen av fysikbaserad modellering med artificiell intelligens kan övervinna viktiga begränsningar i nuvarande kosmologiska analyser. Enligt författarna kan detta tillvägagångssätt förbättra kosmologiska begränsningar med upp till en faktor fyra, jämfört med traditionella metoder som enbart bygger på en liten delmängd spektroskopiskt observerade supernovor.

Studiens resultat är publicerad i Nature Astronomy,

Röda dvärgstjärnor slukar jordliknande planeter

 

Bild https://ras.ac.uk/ Illustratörs tolkning av  två jordstora världar som passerar framför röda dvärgstjärnan i TRAPPIST-1-systemet, 40 ljusår bort. Credit ESA/Hubble Licenstyp Attribution (CC BY 4.0)

Forskare vid Keele University Staffordshire, England och University of Exeter i Storbritannien  har studerat tusentals stjärnor och fann då bevis för att sex olika röda dvärgstjärnor den minsta, svalaste och vanligaste typen av stjärna i universum hade omslutit jordliknande stenplaneter.

Det som avslöjade det var det mycket detekterbara kemiska fingeravtrycket, beskriver huvudförfattaren till studien (se nedan)  professor Robin Jeffries vid Keele University.

"Vi upptäckte att några av de röda dvärgstjärnor vi studerade innehöll litium, ett kemiskt grundämne som inte borde finnas där. Därför sticker även en liten mängd litium ut tydligt i dessa stjärnor – lite som att kasta färg på en tom duk." förklarade han.

Professor Jeffries tillägger: "Röda dvärgar är mindre och svalare än vår sol men inuti är de extremt varma. Denna värme bör förstöra allt innehåll an  deras ömtåliga litium i kärnreaktioner kort efter att det bildats."

På grund av detta har det tidigare funnits förutsägelser om att upptäckt av litium i stjärnans atmosfär kan tyda på att  litiumrikt material dragits in från ett omgivande planetsystem.

I den nya studien undersökte forskarna unga stjärnhopar med hjälp av spektroskopiska data vilket syftar på hur olika materia interagerar med elektromagnetisk strålning.

Gaia-ESO Spectroscopic (GES)-undersökningsdata täckte tusentals stjärnor varav teamet identifierade sex olika röda dvärgstjärnor i tre separata kluster med mycket högre litiumhalt än andra stjärnor av liknande spektral typ.

Deras analys tyder på att dessa stjärnor dramatiskt slukat sina omgivande jordliknande planeter eller totalt cirka 3 till 10 jordmassor planetmaterial, vilket gav en nytt litium till deras annars litiumutarmade atmosfärer.

Dessa uppslukningshändelser har länge teoretiserats som ett möjligt och till och med sannolikt utfall under tidig planetsystembildning och kan till och med ha inträffat  i vårt eget solsystems tidigaste år.

Om denna förklaring visar sig vara korrekt kommer ett nytt fönster att ha öppnats in i planetsystemens tidiga liv vilket möjliggör undersökning av mängden och tidpunkten för planetslukningar .

Till skillnad från isolerade stjärnor har de som finns i kluster väl kända åldrar och massor och förekomsten av många liknande solsyskon från samma ursprungliga material innebär att även små kemiska skillnader är lättare att fastställa, beskriver forskarna.

Studien om fenomenet är publicerad i Monthly Notices of the AstronomicalSociety och stöder den teorin att unga stjärnor kan sluka' närliggande världar under tiden som ett  planetsystem bildas. 

En exoplanet i storlek som Saturnus innehållande metan.

Bild wikipedia Saturnus bilden tagen av sonden Cassini 2004.

En planet ungefär lika stor som Saturnus men med en temperatur mer lik jordens (Saturnus medel temperatur kan ses som-133 °C och -190 °C )  med har en atmosfär rik på metan, enligt en ny studie med data från NASAs James Webb Space Telescope (JWST). Till skillnad från gasjättarna  Jupiter och Saturnus i vårt solsystem, som ligger långt från solen och därför är extremt kalla till skillnad mot så kallade "heta Jupiters" jätteplaneter i andra solsystem som är brännheta på grund av sin närhet till sin sol. Vissa av dessa planeter är tempererade jätteplaneter  och nu har en av dessa fått sin atmosfär analyserad med hjälp av data från Webbteleskopet. 

Planeten, kallad TOI-199b, kretsar runt en stjärna som är mer än 330 ljusår från jorden med ett varv ungefär var hundrade dag. Dess temperatur är cirka 80 grader Celcius, vilket fortfarande är varmt ur ett mänskligt perspektiv men inte mycket varmare än de högsta temperaturerna på jorden på omkring 55 grader C som  lätt nås till exempel på instrumentbrädorna i bilar parkerade i direkt solljus. Den är betydligt mer tempererad än de varma Jupiters som kan nå tusen grader C och mer grader och de kalla isiga gasjättar som ligger ner på lång övere -100 grader C.

För att karakterisera en exoplanets atmosfär använde astronomer en teknik som kallas transmissionsspektroskopi för att analysera ljus från stjärnan som passerar genom planetens atmosfär. För att fungera måste planetens bana justeras så att den passerar mellan sin stjärna och teleskopet. Instrument på JWST då separeras stjärnans ljus i dess komponentvåglängder, precis som ett prisma kan separera normalt vitt ljus i regnbågens färger.

"När en planet passerar framför sin stjärna passerar en del av stjärnans ljus genom planetens atmosfär där det interagerar med grundämnen och molekyler i atmosfären," beskriver Aaron Bello-Arufe, postdoktoral forskare vid JPL och försteförfattare till artikeln. "“Specific elements will absorb specific wavelengths of light, creating a fingerprint in the spectrum of light that JWST detects that reflects the atmosphere’s composition.” (se nedan)

Spektrumet under passagen jämförs med baslinjemätningar av stjärnans ljus som fastställts genom cirka 20 på varandra följande timmars observationer av JWST. Själva transiten varar i ungefär sju timmar vilket är mycket längre än transiterna för varma Jupiters som kan vara en timme eller mindre. Skillnaderna mellan baslinje- och transitspektra visar vilka våglängder av ljus som absorberas av planetens atmosfär och används för att identifiera de grundämnen och molekyler som utgör atmosfären beskriver forskarna.

"När vi jämförde spektra under passagen med baslinjen såg vi att atmosfären blockerade våglängderna av stjärnljus som absorberas av metan," beskriver Bello-Arufe. "Modeller för sammansättningen av tempererade, gasjätte-exoplaneter hade förutspått att de skulle innehålla metan, så det är bra att få bekräftelse på att våra teorier är korrekta."

Förutom metan gav teamets observationer antydningar att atmosfären också innehöll ammoniak och koldioxid.

"Med ytterligare observationer av denna planet skulle vi kunna fastställa den relativa mängden av dessa  gaser i dess atmosfär," beskiver Renyu Hu, associate professor of astronomy and astrophysics in the Penn State Eberly College of Science. "Denna mer fullständiga bild av en tempererad gasjättes atmosfär kan sedan användas för att förbättra våra modeller och potentiellt bättre förstå hur planeter och deras atmosfärer bildas och utvecklas och även hur den utvecklats på jorden. Framgången med denna första studie av en tempererad jätteplanets atmosfär ger oss också förtroende att ägna mer resurser och observationstid åt att studera andra liknande planeter. Vi kan då se om denna planet är unik eller om det finns allmänna gemensamma egenskaper för denna typ av planeter."

Förutom Hu och Bello-Arufe bestod forskargruppen av Mantas Zilinskas, Jeehyun Yang, Armen Tokadjian och Mario Damiano vid JPL; Luis Welbanks vid Arizona State University; Guangwei Fu och David K. Sing vid Johns Hopkins University; Michael Greklek-McKeon vid Carnegie Institution for Science; Jonathan Gomez Barrientos och Heather A. Knutson vid California Institute of Technology; och Xi Zhang vid University of California Santa Cruz.

NASA finansierade forskningen genom ett bidrag från Space Telescope Science Institute.

Artikeln som beskriver studien under ledning av astronomer vid Penn State och NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) vid California Institute of Technology har publicerats  i Astronomical Journal.