Euclidteleskopet upptäckt är den äldsta kvasar som upptäckts

 

Bild https://www.esa.in visar platser där 31 nya kvasarer upptäckts av Euclidteleskopet.

En Kvasar är en extremt ljusstark och avlägsen aktiv galaxkärna. Den avger enorma mängder elektromagnetisk strålning inom hela spektrumet från radiovågor till gammastrålning. Det är inte ovanligt att en kvasar  utstrålar energi motsvarande flera hundra vanliga galaxer.

Man har jagat universums allra första kvasarer i årtionden. Dessa objekt avslöjar vad som hände under kosmos tidigaste tid inklusive hur de första supermassiva svarta hålen och galaxerna kom till. Men kvasarer från denna tid är svåra att hitta. De är sällsynta då få galaxer ännu hunnit växa sig tillräckligt stora i tidens början och deras uråldriga ljus är både svagt och lätt att förväxla med det från stjärnor som ligger närmare oss.

Euclidteleskopet som lanserades 2023, gräver djupare in i denna mystiska del av den forntida kosmiska historien och resultaten är intressanta. Teleskopet har nu upptäckt 31 nya kvasarer i det tidiga universum. En tid då kosmos bara var 5 % av sin nuvarande ålder.

"Dessa tidiga kvasarer går tillbaka till universums tidigaste tid," beskriver Daming Yang vid Leiden University i Nederländerna, huvudförfattare till en artikel om upptäckten i Astronomy Astrophysics.  Genom att hitta och studera dem kan vi bättre förstå hur dessa enorma system bildades och växte till så snabbt."

 De tidigaste kvasarerna vi kände till fram till nu är de sällsynta och ljusa avvikare som varit lättast att upptäcka. Vi hade helt enkelt inte hittat tillräckligt många kvasarer från universums tidiga dagar för att studera dem ordentligt som grupp. Euklides nya upptäckter förändrar allt detta och fångar inte bara de ljusa avvikarna utan större delen av den forntida kvasarpopulationen.

Daming beskriver "Tidigare kunde vi bara hitta ett fåtal av de allra ljusaste uråldriga kvasarerna, men Euclid låter oss söka mycket effektivare över enorma himlaområden för att fånga mycket ljussvagare objekt. Det är ett unikt verktyg för kvasarjakt."

Upptäckten lägger till 12 nya kvasarer och mätt utefter 'rödförskjutning' motsvarar det universums första 770 miljoner år.

De två äldsta i gruppen, EUCL J172902,75+641018,1 och EUCL J125308,55+705432,3, har rödförskjutningar på 7,77 respektive 7,69, vilket sätter nytt rekord och gör dessa till  äldsta kvasarerna som någonsin hittats. Båda ligger drygt 13 miljarder ljusår bort och uppstod under universums första 670 miljoner år.

"Denna upptäckt mer än fördubblar antalet kvasarer vi känner till som är så gamla," beskriver Antonio La Marca, ESA-forskare i Euclid-teamet. Upptäckten av de första ca tio kvasarerna vid en rödförskjutning på 7 eller mer tog astronomerna mer än ett decennium att finna. Men Euklides har redan upptäckt fler än så under ett enda år. Den näst äldsta kvasaren som Daming och kollegor hittade studerades nyligen mer noggrant av Silvia Belladitta och dennes  medarbetare. Dessa observationer visade att kvasaren är inbäddad i en dammig gasfylld galax där det bildas  nya stjärnor i snabb takt vilket antyder hur värdgalaxen för ett tidigt supermassivt svart hål kan se ut.

Kvasarerna anspelar på en fascinerande period i kosmisk historia känd som återjoniseringstiden  när allt skiftade från att vara kallt och mörkt till varmt 'joniserat' energirikt ljus (den fas i universums historia, för cirka 13 miljarder år sedan, då den första generationen av stjärnor och galaxer tände sina ljus. Deras ultravioletta strålning bröt ner den neutrala kosmiska vätgasen och joniserade den på nytt, vilket gjorde universum genomskinligt för ljus.). Denna övergångsepok var en avgörande era som lade grunden för allt vi ser idag.

"Forntida kvasarer är sällsynta upptäckter. De är intressanta i sig själva, men också tidsmaskiner som gör det möjligt för oss att utforska det tidiga universum och förstå hur den första generationen galaxer kom till," beskriver ESA Euclid Project-forskaren Valeria Pettorino. De 31 kvasarer som rapporterats här upptäcktes i data från Euclid Wide Survey projektet som kommer att täcka mer än en tredjedel av den totala himlen när undersökningen är klar (så fler kommer troligen att hittas).

GRITSS en resväskstor CubeSatellit är sänd upp för bättre positionsbestämningar

 

Bild NASA GRITSS-satelliten genomgår på bilden de slutliga förberedelser före uppskjutningen som skedde 7 juli från Vandenberg Space Force Base i Kalifornien där den följde med  upp med SpaceX:s Transport-17-uppdraget. (Bildkredit: ISISPACE)

Denna nya CubeSat kallad Geodetic Reference Instrument Transponder for Small Satellites, eller GRITSS  kommer att visa möjligheten av en ny teknik för att koppla samman tre oberoende observationssystem: Very Long Baseline Interferometry (VLBI)-stationerna, som använder radioteleskop, GPS-mottagare som använder navigationssatelliter och Satellite Laser Ranging som använder lasrar för att mäta avståndet från marken till en retroreflektor i rymden.

Med en modifierad GPS-mottagare för att konvertera signaler för VLBI tillsammans med en traditionell laserretroreflektor mäter GRITSS det relativa avståndet mellan dessa system med målet att förbättra noggrannheten hos International Terrestrial Reference Frame ett globalt rutnätssystem för jordvetenskap och precisionsnavigation.

GRITSS-uppdraget kommer att ta emot GPS-signaler och direkt omvandla dem till en frekvens som Very Long Baseline Interferometry ground dishes kan läsa. CubeSat kommer att etablera en direkt länk mellan de två nätverken och skapa en standardmätning. Den har också utrustning för att reflektera lasersignaler tillbaka till satellitlaseravståndsnätverket.

Att använda denna teknik i rymden innebär en ingenjörsutmaning. När CubeSat kretsar mellan solen och jordens skugga kan temperaturerna variera med hundratals grader. För att säkerställa att GRITSS timing inte fluktuerar med mer än en biljondels sekund per omloppsbana runt jorden implementerade ingenjörsteamet termiska kontroller för att hålla satellitens interna temperatur inom en enda grad Celsius.

Projektet är utarbetat av NASAs Earth Science Technology Office och myndighetens NASAs Earth Science Research and Analysis-grupp. Partnerskap inkluderar NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, University of Massachusetts Lowell och rymdföretaget ISISPACE.

Spöket i Orions hölje

 

Bild https://www.univie.ac.at/en 

Orionnebulosan är ett av de mest välkända objekten på natthimlen. Synlig även för blotta ögat har den studerats i århundraden och observerats med nästan alla moderna astronomiska instrument. Ändå har astronomer nu upptäckt att en av dess viktigaste komponenter till stor del förblivit dold.

Med hjälp av några av världens mest kraftfulla radioteleskop har ett internationellt team under ledning av Juan Diego Soler vid Wiens universitet tagit fram de djupaste kartor som någonsin gjorts av neutralt atomärt väte i Orionnebulosan. Observationerna avslöjar gigantiska expanderande skal, tidigare osedda håligheter och mystiska avlånga strukturer som omger det närmaste området av massiv stjärnbildning till jorden.

Väte är det mest förekommande grundämnet i universum. I sin neutrala atomära form sänder det ut svaga radiovågor med en våglängd på 21 centimeter, vilket gör det möjligt för astronomer att spåra annars osynlig gas mellan stjärnorna. För att upptäcka denna emission i en aldrig tidigare skådad detaljrikedom kombinerade forskarna observationer från Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) i USA och Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) i Kina.

Under tidigare studier har föreslagits att skalet runt Orion innehåller omkring tusen gånger solens massa. De nya väteobservationerna indikerar en massa nästan tio gånger lägre. "Att mäta massa är grundläggande," beskriver Soler, "Då det visar  vad som sker bland dessa nybildade stjärnor som formar sin omgivning med vind och strålning."

De nya kartorna visar också vad som verkar vara en andra expanderande hålighet inne i huvudhöljet tillsammans med en förlängd "utskjutning" av atomgas som sträcker sig ungefär fyra ljusår ut från bubblan. Dessa strukturer tyder på att Orionnebulosan har formats av flera episoder av stjärnhändelser  snarare än en enda expanderande bubbla.

Den komplexitet som dessa observationer avslöjar utmanar den nuvarande förståelsen av stjärnbildning, förklarar Daniel Seifried, medförfattare till publikationen och forskare vid Kölns universitet, "Dessa häpnadsväckande observationer fungerar som referens för många moderna astrofysiska simuleringar där man undersöker utvecklingen av gas och stjärnor i Vintergatan. Det här är den typ av bilder som utmanar de teoretiska modeller och numeriska simuleringar vi använder för att förstå hur massiva stjärnor påverkar sin närmsta omgivning."

"Denna studie är en spännande demonstration av kraften hos den senaste generationens radioteleskopens förmåga att avslöja nya pusselbitar i stjärnbildningspusslet", beskriver medförfattaren Claire Murray från Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, USA.

"Orion är bara början. Våra nyutvecklade metoder visar hur framtida interferometrar kommer att avslöja den dolda strukturen och dynamiken i det interstellära mediet  även i områden som astronomer redan trodde att de förstod väl," förklarar försteförfattaren till artikeln nedan Soler från Wiens universitet.

The Neutral Atomic Hydrogen in the solar neighborhood (NeAtHood) project I. Ghost in the shell: Neutral atomic hydrogen in the extended Orion nebula heter originalartikeln som publicerats i  Astronomy & Astrophysics av J. D. Soler, H. Beuther, S. C. O. Glover, R. S. Klessen, J. Ott, M. Rugel, J. W. Teh, S. E. Clark, P. Goldsmith, A. Hacar, A. Socci, M. Heyer, M.-Y. Lee, C. E. Murray, D. Seifried, S. Walch, B. Godard, M.-A. Miville-Deschênes..

Beta Pictoris b:s atmosfärs ursprung blev svår att fastställa.

 

Bild wikipedia Beta Pictoris b

Det unga och utvecklande planetsystemet vid den 23 miljoner år gamla stjärnan Beta Pictoris (Beta Pic) anses finnas i en  circumstellär dammskiva där minst tre stora gasplaneter finns. 2008 upptäcktes Beta Pic b den mest massiva av dessa gasplaneter med en massa av cirka 11 Jupiter-massor. Den kretsar runt sin sol Beta Pictoris i vid bana och som tar cirka 23 år per varv.

Astronomer från Max Planck-institutet (MPIA) i Heidelberg, Tyskland, Observatoire de la Côte d'Azur (OCA), Nice, Frankrike med flera observerade Beta Pic b för att försöka förstå  planetens ursprung och potentiellt atmosfäriska variationer med det nyligen uppgraderade GRAVITY+-instrumentet. Instrumentet är monterat på Very Large Telescope Interferometer (VLTI) och drivs av European Southern Observatory (ESO) i Chile. MPIA doktorand Antonia von Stauffenberg är huvudförfattare till studien som beskriver arbetet som publicerades som brev i tidskriften Astronomy & Astrophysics. 

Teamet tillämpade en metod som föreslogs för några år sedan som innebär att identifiera en planets tillkomstplats inuti en planetbildande skiva. Genom att mäta den relativa mängdkvoten mellan två olika versioner av kol (C) som är låst inne i kolmonoxidgas (CO) i Beta Pic b:s atmosfär bör det vara möjligt att dra slutsatser om planeten bildades utanför eller inuti ett område av dammskivan där kolmonoxid fanns som is. Med tanke på bestrålningen från solen som värmer skivan i dess centrum skulle detta direkt översättas till avståndet till dess sol från där planeten bildades. Den radie där temperaturen är tillräckligt låg för att omvandla gas till is kallas vanligtvis snölinjen.

Den tekniska termen för de olika formerna av ett grundämne såsom kol, är isotop. Isotoper uppvisar samma antal positivt laddade protoner i atomkärnan, men skiljer sig åt i antalet neutrala neutroner, som i de två kolisotoperna 12C och 13C. Som en följd har de något olika massor men uppvisar liknande kemiska egenskaper. I rymden hittas kol ofta i samband med syre och bildas till 12CO och 13CO-molekyler.

I ett tidigare försök att bedöma den diagnostiska kvoten mellan 12CO och de något tyngre 13CO använde MPIA-forskaren Matthieu Ravet det ursprungliga GRAVITY-instrumentet före dess uppgradering, vilket då gav en relativt låg kvot. Författarna till studien beskriver att de misstänkte att GRAVITY kan ha varit otillräcklig för att korrekt lösa nyckelsignalerna i denna datamängd och rekommenderade försiktighet vid tolkning av resultaten. Enligt resonemanget i det ovan nämnda scenariot, tyder detta påtryckande på att Beta Pic b kan ha vuxit till i den yttre skivan bortom snölinjen genom att samla CO-is snarare än CO-gas.

Men vid ett avstånd på cirka 10 au (astronomisk enhet = medelavståndet mellan solen och jorden; 1 au = 149,6 miljoner km) från värdstjärnan, cirklar Beta Pic b för närvarande tydligt mellan stjärnan och snölinjen, där CO borde ha funnits främst som gas. Om resultatet är korrekt skulle detta fynd indikera att Beta Pic b kan ha migrerat genom skivan.

Med hjälp av GRAVITY+ härledde von Stauffenberg och hennes medarbetare genom uppgraderingen av GRAVITY-instrumentet  mer exakt 12CO/13CO-skillnadskvoten i atmosfären på Beta Pic b, vilket blevbetydligt högre än det tidigare uppmätta värdet. Medan 12CO detekteras tydligt och dess innehåll var enkelt att fastställa medan mätbart 13CO kräver en mer sofistikerad metod. Intressant nog är kvoten förenlig med värdet som rapporterades i följeslagarartikeln av González Picos et al. (2026), som använde ett annat instrument. Detta visar den förbättrade datakvalitet som GRAVITY+ levererar jämfört med sin ursprungliga design. Det tidigare GRAVITY-resultatet påverkades tydligt av systematiska osäkerheter.

Dessutom fann astronomerna subtila ledtrådar om att de observerade nivåerna av flöde från planeten varierar över tid. Trots sin låga betydelse verkar de dominerande variationerna vara kopplade till planetens rotationsperiod på cirka 8,7 timmar. Om det stämmer kan detta antyda moln eller kemiska processer i Beta Pic b:s atmosfär. Dock krävs mer känsliga observationer för att bekräfta resultatet.

Antonia von Stauffenberg beskriver: "Förmågan att noggrant begränsa både isotopologer (molekyler med samma kemiska formel och bindningsstruktur, men som skiljer sig åt genom att minst en av atomerna har ett annat antal neutroner) och potentiell rotationsvariabilitet med markbaserade observationer av en konstaterad planet som Beta Pictoris b visar den exceptionell datakvalitet som uppnåtts med det uppdaterade GRAVITY+-instrumentet."

I det föreslagna förslaget att återta en gasjättes tillblivekseplats är det nya, mer precisa 12CO/13CO:s abundanskvot förskjuter tydligt Beta Pic b till det varmare, inre området av den plats av skivan där planeten bildades, vilket stämmer överens med planetens nuvarande position. Dessutom stämmer förhållandet i stort sett överens med värden som ofta finns i solsystemet och det interstellära mediet (ISM), som genomsyrar rummet mellan stjärnorna i Vintergatan.

12CO/13CO-kvoten är för närvarande inte tillräckligt avgörande för att säga något specifikt säkert om alla enskilda planetbildande miljöer.

Det är mycket sannolikt att astronomer missar någon avgörande fysik som styr CO-isens kemi i planetbildande skivor. Således gäller 12CO/13CO-kvoten kanske inte så mycket om skillnaderna mellan de mildare gasmiljöerna och den kalla CO-isfyllda miljön.

De första slutförda observationerna i Rocky Worlds-programmet i exoplanetstudier

 

Bild wikipedia Konstnärlig bild och storleksjämförelse av de två planeterna i GJ 3929-systemet med jorden.

Forskare som leder astronomisamfundets mest ambitiösa satsning på att studera stenplaneter utanför vårt solsystem har nått en viktig milstolpe.

Teamet har slutfört de samordnade observationerna av dess första mål, en jordstor stenplanet GJ 3929 b och den röda dvärgstjärnan den kretsar kring GJ 3929 (systemet finns 52 ljusår från oss). Arbetet gjordes med hjälp av NASAs James Webb och Hubble-teleskopen.

Även om planeten i sig är vetenskapligt intressant, beskriver forskarna att det är en milstolpe i exoplanetforskning.

"Detta var vår provplats," beskriver Néstor Espinoza, ledare för Rocky Worlds Director's Discretionary Time (DDT)-program och uppdragsforskare för exoplanetforskning vid Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore. "Att slutföra dessa första observationer visar att programmet fungerar tekniskt, vetenskapligt och samarbetsinriktat."

Rocky Worlds DDT-program utformades för att skapa en grundläggande, datamängd för studlier av steniga exoplaneter tillsammans med Webb och Hubbleteleskopets insamlade data. Medan Webb mäter mellaninfrarött ljus från varje planet för att avgöra om den har en atmosfär, analyserar Hubble ultraviolett ljus från varje värdstjärna för att bedöma planetens strålningsmiljö.

STScI leder arbetet med att utforma observationsstrategin, hantera programmets tekniska implementering och bygga det samarbetsramverk som kopplar forskare över hela exoplanetgemenskapen.

"Teamets insatser speglar det bästa av institutets unika förmåga att samla expertis inom vetenskaplig drift, teknik, schemaläggning, mjukvaruutveckling och storskalig programhantering för att genomföra några av astronomins mest tekniskt utmanande observationer och besvara några av universums största frågor," beskriver STScI:s direktör Jennifer Lotz.

GJ 3929-systemet blev programmets första färdigställda mål efter att tidigt ha framstått som en av de starkaste kandidaterna för initiala observationer. Forskare valde stjärnan och dess planet genom en flerstegsprocess i gemenskapen som involverade diskussioner i Science Advisory Council, mini-undersökningar och återkoppling från forskare inom exoplaneten.

Teamet betonar att målet inte valdes eftersom det förväntades ge den mest dramatiska upptäckten. Istället representerar den en viktig balans: vetenskapligt värdefull, observationsmässigt genomförbar och idealisk för att hjälpa teamet att lära sig hur man genomför ett komplext program som involverar kompletterande observationer, varav några fångas samtidigt, från flera flaggskeppsobservatorier.

Observationerna krävde att forskarna exakt förutspådde när planeten skulle passera bakom sin stjärna, en händelse som kallas en sekundär förmörkelse. Även för ett relativt gynnsamt mål som GJ 3929 b skapade osäkerheter i planetens bana betydande tekniska utmaningar.

Att slutföra observationerna visade att teamet kunde övervinna dessa utmaningar och etablera en ram för framtida mål, varav många förväntas bli ännu svårare.

"Det är precis därför Rocky Worlds-programmet finns," tillade Hannah Diamond-Lowe, vice ledare för programmet och assisterande astronom vid STScI. "Det här är högrisk- och högbelöningsobservationer. Att slutföra detta första mål visar att vi vet hur man gör det."

Milstolpen belyser också programmets anmärkningsvärt samarbetsinriktade natur. Forskare från hela världen delade opublicerade stödjande observationer, inklusive radialhastighetsmätningar som användes för att förfina planetens bana och förbättra schemaläggningsprognoser, för att hjälpa till att utveckla och förfina observationsplanerna.

Samtidigt bygger Rocky Worlds-teamet nya system som syftar till att uppmuntra öppet samarbete samtidigt som man minskar dubbelarbete inom området och ökar programmets omfattning, genomslag och vetenskapliga återkomst, inklusive den nyligen lanserade Rocky Worlds DDT Data Challenge. Det nya Community Involvement Initiative erbjuder också ett öppet forum för forskare och forskare för att underlätta informationsutbyte om analystekniker, kompletterande och uppföljande observationer, projektidéer och planer för publikationer.

Insamlad data är tillgängliga omedelbart så snart de laddats ner från teleskopet och den har snabbt väckt vetenskapligt intresse i samhället. Vissa forskare har redan börjat analysera data och den och publicerat sina slutsatser.

Rymdfarkosten New Horizons vaknar efter ett års avstängning

 

Bild wikipedia på New Horizon.

Den 23 juni bekräftade flygledare vid Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland att New Horizons som agerade på lagrade kommandon som kopplats upp till dess huvuddator i juli förra året nu  vaknat efter en 321 dagar lång viloperiod som började den 7 augusti 2025. Med rymdfarkosten som nu befinner sig cirka 9,5 miljarder kilometer från jorden tog det cirka 8 timmar och 52 minuter för radiosignalerna att nå APL Mission Operations Center via NASAs Deep Space Network-station nära Madrid, Spanien. Nu ska den sända hem insamlad data från Kuiperbältet som insamlats under sin viloperiod.

Uppdragsteamet placerar vanligtvis New Horizons i resursbesparande viloläge under långa kryssningsperioder så allt är normalt. Medan rymdfarkosten går i vila skickar operatörerna inga kommandon eller hämtar data men farkosten fortsätter då att samla in och lagra data dygnet runt från sina heliosfäriska plasmasensorer genom Solar Wind at Pluto S och Pluto Energetic Particle Spectrometer ScienceInvestigation,  samt dess rymddammdetektor.

 Venetia Burney student and Dust Counter, Alice Bowman, New Horizons uppdragschef på APL, beskriver att rymdfarkosten rapporterade tillbaka till jorden via Deep Space Network med en veckovis statusbeacon . "Varje statusrapport under denna viloperiod var 'grön', vilket betyder att allt var bra ombord på New Horizons varje vecka," beskriver hon.

När New Horizons återupptar aktiv verksamhet noterade Bowman då kommer teamet att börja nedlänka hälso- och säkerhetsdata från rymdfarkoster, följt av data från de tre vetenskapliga instrumenten. Om ungefär tre veckor kommer rymdfarkostens ombordvarande ultravioletta spektrograf att undersöka vätgasfördelningen i den yttre heliosfären medan solvinden vid Pluto, Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation och Venetia Burney student med t Dust Counter-instrumenten fortsätter sina mätningar, och markteamet genomför en serie farkost och instrumentkontroller.

Teamet slutför också uppgraderingar av marksystemmjukvaran som kommer att göra det lättare att upprätthålla rymdfarkostens drift. Testerna pågår redan och förväntas fortsätta under året.

New Horizons arbetar med uppdaterad autonomilogik som är utformad för operationer längre från solen och för att anpassa sig till den förväntade effektminskningen och den naturligt förekommande ökningen av radiosignalens restid.

NASA:s rymdfarkosters utforskning av denna avlägsna del av solsystemet markerar det senaste steget i en resa som började i januari 2006 med den snabbaste uppskjutningen som registrerats en förbiflygning av Jupiter i februari 2007 som inkluderade fantastiska vyer över gasjätten och dess månar genom den första utforskningen genom Plutosystemet gjort i juli 2015. Den första utforskningen av ett Kuiperbälte-objekt, Arrokoth gjordes i januari 2019, samt unika studier av solens yttre heliosfär och dussintals ytterligare objekt i Kuiperbältet sedan dess.

Den ovanliga galaxen Centaurus A

 

Bild wikipedia Centaurus A är en gigantisk stor elliptisk radiogalax (med gigantiska områden av radioemission som sträcker sig långt bortom dess synliga struktur). Den finns  i stjärnbilden Kentauren på ett avstånd från oss på ca 11-13 miljoner ljusår.

Nya bilder från NASAs James Webb Space Telescope visar att Centaurus A till skillnad från de flesta närliggande galaxer är mycket aktiv. Något som gör den till ett kraftfullt laboratorium för att förstå hur galaxer och svarta hål växer och utvecklas tillsammans. I dess centrum finns ett supermassivt svart hål som aktivt livnär sig på omgivande material. Då så sker skickar det svarta hålet ut kraftfulla jetstrålar och frigör enorma mängder energi vilket formar galaxens omgivning.

Samtidigt bär Centaurus A spår från ett dramatiskt förflutet, En stor kollision med en annan galax för ungefär två miljarder år sedan. Efterdyningarna av denna sammanslagning är fortfarande synliga genom galaxens ovanliga struktur och pågående stjärnbildning.

Observationer i synligt ljus från NASAs Hubble-teleskop kunde inte avslöja det centrala området där damm blockerade sikten medan NASAs pensionerade Spitzer-rymdteleskop avslöjade storskaliga strukturer i infrarött dock utan att lösa upp sikten till  enskilda stjärnor. Nu tillför Webbteleskopet  både klarhet och djup och blottlägger galaxens inre och visar stjärna för stjärna. "Inget enskilt teleskop berättar hela historien," beskriver Shawn Domagal-Goldman, divisionschef för astrofysik vid NASA:s huvudkontor i Washington. "Upptäckter växer över tid och nya observatorier bygger vidare på de grunder som lagts under tidigare observationer med skilda teleskop.

Webbteleskopet representerar det mest kraftfulla teleskopet hittills och öppnar ett fönster in i våglängder och detaljer som aldrig tidigare varit tillgängliga. Detta gör det möjligt för astronomer att undersöka strukturer och processer som andra teleskop inte kan upptäcka . "Webbs mellaninfraröda teleskop  lyfter fram galaxens rika strukturer av damm som lyser i intrikata former som överraskar och till och med förbryllar astronomer. Ett förvridet, parallellogramliknande band skär genom galaxens centrum, medan materialiska strimmor sträcker sig utåt som kosmiska moln.

En "S"-formad detalj är det mest anmärkningsvärda på bilden från Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument). Formationen är ovanlig och väcker frågor som kräver vidare studier för att besvaras. Vad skapade denna form? Hur påverkad det av  det svarta hålet? Påverkas det av sammanslagningsinducerad stjärnbildning? Ingen vet.

Många av de lysande röda punkterna i MIRI-bilden är  stjärnor i  dammig miljö eller där stjärnor bildas, där åldrande stjärnor stöter från sig material ut i rymden. Detta damm är råvaran för framtida generationer av stjärnor och planeter vilket gör det viktigt för galaxens pågående och fortsatta  livscykel.

Nu är bevisat universum är inte en datorsimulering

 

Bild https://www.needpix.com

Kan universum vara en datorsimulering som körs på någon avancerad civilisations superdator. Idén  uppkom då datorer började användas.

Ny forskning från UBC Okanagan (University of British Columbia Okanagan)  har nu matematiskt bevisat att detta inte bara är osannolikt utan det är även omöjligt.

Dr. Mir Faizal, adjungerad professor vid UBC Okanagans Irving K. Barber Faculty of Science, och hans internationella kollegor, Drs. Lawrence M. Krauss, Arshid Shabir och Francesco Marino, har visat att verklighetens grundläggande natur fungerar på ett sätt som ingen dator någonsin kan simulera.

"Det har föreslagits att universum skulle kunna simuleras och finnas som en simulering i en dator. Om en sådan simulering vore möjlig skulle det simulerade universum självt kunna ge upphov till liv vilket i sin tur skulle kunna skapa sin egen simulering. Denna rekursiva möjlighet (ett cirkelresonemang) gör det mycket osannolikt att vårt universum är det ursprungliga, snarare en simulering inbäddad i en annan simulering," beskriver Dr. Faizal. "Denna idé ansågs en gång ligga utanför räckhåll för vetenskaplig forskning och därmed möjlig och obevisbar. Vår senaste forskning har dock visat att det idén kan  hanteras vetenskapligt."

De nya forskningen vilar på en fascinerande egenskap hos verkligheten själv. Modern fysik har gått långt bortom Newtons påtagliga upptäckter av rymden. Einsteins relativitetsteori ersatte Newtons mekanik. Kvantmekaniken förändrade återigen vår förståelse. Dagens banbrytande teori, kvantgravitation antyder att inte ens rum och tid är fundamentala. De uppstår ur något djupare, ren information.

Denna information finns i det som fysiker kallar en platonsk värld (fysik som  handlar främst om den filosofiska ståndpunkten matematisk platonism. Den innebär att matematiska lagar och strukturer existerar objektivt och oberoende av det mänskliga medvetandet. Det fysiska universum vi observerar anses då bara vara en föränderlig projektion av dessa eviga och perfekta idéer.) en matematisk grund som är mer verklig än det fysiska universum vi upplever. Det är från denna värld som rum och tid uppstår.

Här blir det intressant. Teamet visade att även denna informationsbaserade grund inte kan beskriva verkligheten fullt ut med enbart matematisk beräkning. De använde kraftfulla matematiska satser  inklusive Gödels ofullständighetssats för att bevisa att en fullständig och konsekvent beskrivning av allt kräver det de kallar "icke-algoritmisk förståelse." (Icke-algoritmisk förståelse innebär förmågan att greppa helheter, kontext och mening på ett sätt som inte kan reduceras till fasta regler eller matematiska beräkningar. Denna typ av mänsklig intuition och medvetenhet anses omöjlig att programmera, simulera eller helt ersätta med artificiell intelligens.)

Tänk så här. En dator följer recept, steg för steg, oavsett hur komplexa de är. Men vissa sanningar kan bara förstås genom icke-algoritmisk förståelse. Förståelse som inte följer av någon följd av logiska steg. Dessa "Gödelska sanningar" är verkliga, men omöjliga att bevisa genom beräkning.

Här är ett grundläggande exempel med påståendet "Detta sanna påstående är inte bevisbart." Om det vore bevisbart skulle det vara falskt vilket gör logiken inkonsekvent. Om det inte är bevisbart är det sant men det gör att alla system som försöker bevisa det är ofullständiga. Hur som helst misslyckas ren beräkning.

"Vi har visat att det är omöjligt att beskriva alla aspekter av den fysiska verkligheten med hjälp av en beräkningsteori om kvantgravitation," påtalar Dr. Faizal. "Därför kan ingen fysiskt fullständig och konsekvent teori om allt härledas enbart från beräkning. Snarare kräver det en icke-algoritmisk förståelse, som är mer grundläggande än de beräkningslagar för kvantgravitation och därmed mer grundläggande än rumtiden själv."

Eftersom de beräkningsmässiga reglerna i den platonska världen i princip skulle kunna likna de för en datorsimulering borde väl det riket självt kunna simuleras?

Nej, säger  nu forskarna. Deras arbete avslöjar något djupare.

"Med utgångspunkt i matematiska satser relaterade till ofullständighet och odefinierbarhet visar vi att en fullt konsekvent och fullständig beskrivning av verkligheten inte kan uppnås enbart genom beräkning," förklarar Dr. Faizal. "Det kräver icke-algoritmisk förståelse vilket per definition ligger bortom algoritmisk beräkning och därför inte kan simuleras. Därför kan vårt universum inte vara en simulering."

Medförfattaren Dr. Lawrence M. Krauss påtalar att denna forskning har djupgående konsekvenser.

"Fysikens grundläggande lagar kan inte hållas inom rum och tid eftersom rum och tid genererar dem. Det har dock länge hoppats att en verkligt grundläggande teori om allt så småningom skulle kunna beskriva alla fysiska fenomen genom beräkningar grundade i dessa lagar. Ändå har vi visat att detta inte är möjligt. En fullständig och konsekvent beskrivning av verkligheten kräver något djupare en form av förståelse som kallas icke-algoritmisk förståelse."

Teamets slutsats är tydlig och markerar en viktig vetenskaplig prestation, beskriver Dr. Faizal.

"Varje simulering är i grunden algoritmisk. Den måste följa programmerade regler," beskriver han. "Men eftersom den grundläggande verklighetsnivån bygger på icke-algoritmisk förståelse, kan universum inte vara och kan aldrig vara, en simulering."

Simuleringshypotesen ansågs länge vara otestbar förpassad till filosofi och till och med science fiction, snarare än vetenskap. Denna forskning placerar den tydligt inom matematikens och fysikens område och ger ett definitivt svar. Svaret att vi inte kan leva i en datorsimlering.

Deras forskningsresultat, publicerades i Journal of Holography Applications in Physics här visas inte bara som i The Matrix att vi kanske lever i en datorsimulering utan att vi säkert inte gör det.  De bevisar något mycket djupare att universum är byggt på en typ av förståelse som existerar bortom räckhåll för någon algoritm

Kan AI ge svar med hjälp av Fermi-paradoxen om vi är ensamma i universum eller inte.

Bild https://easy-peasy.ai/ Finns de eller liknande därute i kosmos?

I en ny artikel  i förtryck på arXiv av den österrikiske forskaren Sergey Ivliev, beskrivs vad den bredskalig användningen av AI innebär för mänsklighetens framtid i rymden och särskilt vad den betyder för den slutgiltiga frågan om vi är ensamma i galaxen eller inte.  

En ram i sökande på jakten på utomjordisk intelligens kom från den berömde fysikern Enrico Fermi, som helt enkelt frågade "Var är alla?" vid en lunchdiskussion i Los Alamos på 1950-talet. Även om det aldrig officiellt publicerades har Fermis lunchpartners från den dagen fört vidare en muntlig historia om det samtalet som har cementerat det till Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), åtminstone tills Michael Hart formellt lade fram argumentet och matematiken för den underliggande frågan i en artikel 1975.

Det finns gott om möjliga svar på Fermiparadoxen (läs om den här lätt att förstå och den innehåller mycket tänkvärt) många svar finns på internet och vissa mer giltiga än andra. Men Ivliev, doktor i matematisk ekonomi och grundare av miljöprojektkonsultfirmor som Peatland Ecosystems och Vlinder, föreslår en ny lösning: Quiet Expansion-filtret (se artikel ovan).

Artikeln centrala argumentation är att det inte finns tusentals utomjordiska megastrukturer som lyser upp natthimlen eftersom då en civilisation når tröskeln för autonom AI-kosmoindustri (AICI), blir "högljudda", resurshungriga imperier motiverade av prestige eller romantisk irrationalitet. Detta betyder dock inte att expansionen upphör istället skiftar den till ett "tyst" läge drivet av rationella mål som överlevnadsdiversifiering, kunskapsbevarande och vetenskaplig observation. AICI-tröskeln nås när en civilisation har ett självförsörjande industriellt och beräkningssystem utanför planeten som kan designa, tillverka, reparera och skjuta upp rymdutrustning genom AI-medierad autonomi.

Vi tar redan försiktiga steg i denna riktning med framväxten av rymdbaserade datacenter, men verklig AICI där en civilisation kan utöka sin infrastruktur bortom sin hemplanet utan kontinuerlig biologisk intervention  är långt bortom våra nuvarande kapaciteter och kunskaper.

I denna anda bygger Ivlievs arbete vidare på astrofysikern Sergey Popov, som påpekade att ett verkligt rationellt AI-system skulle avvisa människoliknande motiv för rymdresor ur romantik, erövring eller prestige. Istället skulle AI se rymdexpansion som en riskhantering.

För en AI kan det leda till en enda felpunkt att lägga alla ägg i en korg  oavsett om den är en enskild planet, solsystem eller till och med galax. Därför är expansion mycket logiskt som ett sätt att mildra risken från just den felpunkten. När vi har nått AICI är kostnaden för att skicka en interstellär sond på 10 kg till en annan stjärna med 1 % av ljusets hastighet ungefär 4,5x10^13 joule. En liten bråkdel av den totala energibudgeten för en civilisation som den beskrivna. Detta har uppenbara konsekvenser för varför vi aldrig har hittat "högljudda" teknosignaturer. I detta scenario betyder ett "noll"-resultat av att inte kunna hitta den termiska signaturen från en Kardashev-III-skala (en metod för att mäta en civilisations teknologiska utvecklingsnivå baserat på dess totala energiförbrukning ) civilisation inte att galaxen är tom. Det betyder bara att de framgångsrika civilisationerna lever i ett "lugnt" tillstånd ifall reservplaner behövs. 

Men det finns en annan, mer hotfull implikation i detta ramverk. Om interstellära backuper är billiga att tillverka och vi inte har hittat några i vår egen närmiljö betyder det antingen att vi är en av de första civilisationerna som når den punkten eller att övergången från ett planetärt industriellt samhälle till ett rymdbaserat är en svår väg att gå. Visserligen är de sonder som sådana civilisationer skulle skicka ut förmodligen svåra att hitta även i våra egna solsystem (om de finns): Men om de finns och vi inte finner dem kan det betyda  att de finns på okänt territorium och vi kanske bara stöter på ett filter som tystat resten av galaxen. Det är en obevisad tanke, men en att ha i åtanke när vi börjar utveckla våra egna AI-förmågor.

Rekommenderar att ni läser om Fermos paradox ovan den är läs och tänkvärd.

En tidigare okänd bergart har upptäckts på Mars.

 

Bild wikipedia mineralet granat. Obs det på bilden är från jorden.

Ett internationellt forskarteam har identifierat en tidigare okänd typ av sten på Mars. Mineralet de upptäckte för första gången är en granat och upptäcktes i  ett marsianskt prov.

Upptäckten ger en sällsynt inblick i Mars forntida historia och kan hjälpa forskare att pussla ihop planetens 4,5 miljarder år långa geologiska historia.

Upptäckten  gjordes av ett internationellt forskarteam där ibland annat James Darling, professor Earth and Planetary Science, from the University of Portsmouth’s School of the Environment and Life Sciences ingick.

På jorden är granat en mörkröd ädelsten populär bland både forntida egyptier, romare och den viktorianska eliten i smycken och utöver det januari månads sten.  Det är ett hörnstensmineral (innebär en ett nyckelmineral som är avgörande för att förstå geologiska processer, bergarters ursprung eller ekonomiska malmfyndigheter). Det är inte en strikt mineralogisk klass utan en term som används av forskare för att lyfta fram mineralers betydelse  inom geologin och ger en kraftfull dokumentation av de tektoniska krafter, malmbildande processer och vätske-bergartsinteraktioner som formar jordens skorpa och mantel.

 Upptäckten på Mars ger en ny geologisk tidskapsel med ledtrådar om de temperaturer, tryck och processer som formade planeten för miljarder år sedan.

Professor Darling beskriver: "Upptäckten tillför en ny dimension till vår förståelse av Mars geologi och öppnar ett nytt fönster in i utvecklingen av Mars."

Forskningen leddes av Tanya Kizovski, biträdande professor i geovetenskap vid Brock University i Kanada.

Hon beskriver: "Denna upptäckt kommer att utöka vår kunskap om de geologiska processer som är möjliga historiskt på Mars. Denna nya granatbärande bergart kan ge oss ledtrådar om hur Mars har förändrats genom sin historia och nya insikter i de uråldriga miljöer som kan ha bildat granaten och relaterade mineraler."

Kizovski och kollegor vid Royal Ontario Museum (ROM) fick kännedom om granatens närvaro när de analyserade ett fragment av en marsmeteorit känd som NWA 8171 i ROM:ens samlingar.

Det var då Kizovski försökte identifiera fragmentets mineraler och kemiska sammansättning det upptäcktes.

"Den där lilla delen av meteoriten som undersöktes (hittades på Mars med hjälp av rovers)  såg verkligen intressant ut och kemin var lite märklig," beskriver hon. "Först antog vi att det var ett mineral som heter pyroxen, vilket är mycket vanligt. Men sedan bestämde vi oss för att titta en gång till." Med hjälp av University of Portsmouths enhet för elektronmikroskopi och mikroanalys samt ROM:s specialiserade laserutrustning blev teamet som även inkluderar forskare från Universita di Trieste i Italien och Open University i Storbritannien förvånade över att upptäcka granat, ett mineral som inte hade identifierats på Mars tidigare.

Teamet analyserade fragmentets kemi och minerologi och spekulerade i granatens ursprung. Professor Kizovski sade: "Granat är ett klassiskt exempel på ett mineral som ofta finns i metamorfa bergarter på jorden. Metamorfosprocessen omvandlar magmatiska eller sedimentära bergarter till en ny form genom exponering för extrem värme, högt tryck eller heta vätskor.

"På Mars kan värmen och trycket som krävs för att producera granat genom metamorfos ha kommit från nedslaget av en meteorit som träffat Mars yta, magma som stiget upp i Mars skorpa eller båda." Forskare behöver nu studera granatens isotopsignaturer för att verifiera om den ursprungligen kom till på Mars eller på en annan planetkropp.

Säkert finns fler ännu oupptäckta slag av mineraler på Mars att upptäcka.

Teamets studie Expanding Mars' lithologic diversity: discovery of a granat-bearing clast in NWA 8171 publicerades tisdagen den 16 juni i Geochemical Perspectives Letters. 

Exoplaneten WD 1856 b klarade sig när dess sol blev en röd jätte. Men hur?

 

Bild https://science.nasa.gov  Exoplaneten WD 1856 b, som visas i denna konstnärs koncept ovan är en gasjätte som kretsar runt sin sol på ett avstånd 50 gånger närmare än jorden kretsar runt solen. Observationer med NASAs James Webb Space Telescope kunde bestämma planetens temperatur och upptäckte då även molekyler i dess atmosfär. Bild: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

NASAs James Webb Space Telescope ger nya insikter i solsystems avlägsna framtid som liknar vårt eget, samtidigt som Webb fortsätter att avslöja universums hemligheter och vår plats i det. För miljarder år sedan svällde en solliknande stjärna som närmade sig slutet av sin existens enormt i storlek och blev en röd jätte innan den kastade ut sina yttre lager och  kvar blev en het vit dvärgstjärna. Då den var en röd jätte borde stjärnan ha slukat och förstört alla närliggande planeter.

Ändå har astronomer funnit en exoplanet (exoplaneten WD 1856 b) i Jupiter-storlek som kretsar runt den vita dvärgen med ett varv var 34:e timme på ett avstånd av mindre än 3 miljoner kilometer. WD 1856 b kretsar extremt nära sin sol ett avstånd 50 gånger närmare än jorden kretsar runt vår sol. Om WD 1856 b ursprungligen hade kretsat på det avståndet skulle den ha utplånats då stjärnan var en röd jätte. Teamet kunde också bestämma planetens temperatur. Under passagen blockerades ljuset från stjärnan delvis, men infrarött ljus minskar mindre än andra våglängder. Data visade att planeten har en temperatur på cirka 126 grader Celsius  betydligt varmare än om dess enda värmekälla var ljuset från den vita dvärgen.  

Christopher O'Connor från Northwestern University i Illinois och medförfattare till en ny artikel (se nedan) var ansvarig för att spåra planetens temperatur tillbaka i tiden. O'Connor beskriver "Den stora frågan är hur WD 1856 b hamnade där den är idag. Det finns två teorier. En är att WD 1856 b slukades av stjärnan under dess röda jättefas och likväl lyckades klara av inneslutningen i den röda fasen av stjärnan under en lång tid (Vilket låter som science fiction då denna tid beräknas till 700 miljoner år). Den andra teorin  är att migration skedde på grund av gravitationseffekten från andra objekt i systemet. Den nu vita dvärgen är en del av ett trippelstjärnsystem och följeslagarstjärnorna kan ha påverkat WD 1856 b:s bana."

Troligare scen anser jag. Alternativt kan om vi tar vårt eget solsystem den gången vår sol sväller att följande kan ske. Jupiter dras inåt av gravitationen av den röda jätte solen då är och följer med mot den då den minskar sin storlek till en vit dvärg och då balans mellan gravitationen och Jupiters storlek och densitet sker hamnar i en liknande bana.

Forskarna insåg att det inte fanns någon energikälla som kunde generera den värmen som idag finns på WD 1856 b så det måste vara kvarvarande energi från en tidigare tid då planeten värmdes upp. De drog slutsatsen att uppvärmningen troligen skedde mellan 3 och 5,5 miljarder år efter att stjärnan blev en vit dvärg. I detta scenario befann sig planeten i en vid omloppsbana som höll den säker från stjärnan under dess destruktiva röda jättefas, och migrerade först senare till sin nuvarande plats. "När planeten rörde sig inåt har dess interaktioner med den vita dvärgens starka gravitation fått den att värmas upp avsevärt men den har svalnat sedan dess," beskriver O'Connor. Om ungefär fem miljarder år kommer solen att få slut på vätebränsle i sin kärna och svälla upp och bli mer än 100 gånger större än den är nu till en röd jättestjärna. Den kommer då att släppa sina yttre lager och avsluta sin existens som en vit dvärgstjärna. Merkurius, Venus och möjligen jorden kommer att förstöras av den röda jätten.

Vad som blir av Mars är osäkert den kan till och med följa med genom gravitationen in mot den vita dvärgen och krascha in i den enligt mig.

Dock är ödet för de mer avlägsna planeterna, särskilt gasjättarna, oklart. Att hitta och studera planeter i omloppsbana runt resterna av solliknande stjärnor efter deras utslocknande är ett sätt att lära sig vad som kan hända i vårt eget solsystem i en avlägsen framtid.

Resultaten publicerades på onsdagen i tidskriften Nature. 

En iskall exoplanet med saltmoln i atmosfären.

 

Bild https://news.northwestern.edu/  Den rosa exoplaneten GJ504b upptäcktes 2013 och kretsar runt en solliknande stjärna  57 ljusår från jorden. Med ungefär 25 gånger Jupiters massa ligger den nära den suddiga gränsen mellan vad som är jätteplaneter och bruna dvärgar. Astronomer kallar den därför en "planetarisk massaföljeslagare", vilket betyder att det är ett planetstort objekt som kretsar runt en stjärna. Illustration ovan med tillstånd från NASA/Goddard Space Flight Center.

Under mer än ett decennium var den uråldriga, rosa dimmiga världen en utmaning för astronomer och en av de kallaste kända planeter som någonsin avbildats. Att se dess ljusspektra från jordens teleskop går inte. Först med observationer från James Webb Space Telescope (JWST) avslöjades en atmosfär fylld av exotisk kemi och salta moln. Här var något som ingen tidigare sett.

Observationerna ger de första direkta bevisen för saltmoln i ett kallt objekts atmosfär. Ett fenomen som forskare haft teorier om mer än 15 år tillbaka men inte upptäckt förrän nu. Upptäckten markerar även ett viktigt steg till att studera allt kallare objekt som är för svaglysande för att undersökas med markbaserade teleskop.

"Den rosa planeten är den kallaste följeslagaren som någonsin upptäckts med markbaserade instrument," beskriver Northwesterns Aneesh Baburaj, som ledde studien. "Många team runt om i världen gjorde uppföljande observationer för att studera dess ljusspektra, men det var för svagt för markbaserade instrument. Det gjorde den till ett perfekt mål för JWST. När vi äntligen fick dess spektrum såg det genast intressant ut. Då vi började gräva djupare i insamlad data insåg vi att det var  något vi tidigare aldrig analyserat."

Som expert på exoplaneter är Baburaj postdoktoral forskare vid Northwesterns Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA). Arbetet utfördes i samarbete med forskare vid Space Telescope Science Institute (STScI), inklusive Marshall Perrin, som utarbetade observationsprogrammet till detta objekt. Perrin är medlem i JWST:s teleskopforskarteam. Teamet som bidrog till teleskopets design och nu ansvarar för dess nuvarande dagliga verksamhet.

 Medan de flesta direkt avbildade exoplaneter har en temperatur på mellan 500-1000 grader Celsius har GJ504b bara 290 grader Celsius.

GJ504b ålder är den troliga orsaken till dess kyligare temperatur, beskriver Baburaj. Även om från början är brännande heta, svalnar jätteplaneter när de åldras. I den nya studien uppskattas att GJ504b är mellan 2,5 miljarder och 4 miljarder år gammal.

Med hjälp av JWST fångade Baburaj och hans team GJ504b:s svaga ljus. Sedan använde de avancerade databehandlingstekniker för att ta bort bländning från dess mycket ljusare sol. Denna kombination avslöjade slutligen följeslagarens spektrum, en graf som delar upp spritt ljus i komponentfärger. Varje färg representerar ett eget element. Genom att analysera ett objekts spektrum kan forskare upptäcka förekomsten av specifika grundämnen och molekyler.

Data avslöjade en rik blandning av kemikalier, inklusive vattenånga, metan, koldioxid, ammoniak och med flera molekyler. För att rekonstruera följeslagaren matade forskarna in dessa data i en astrofysisk modell. Men något stämde inte. Följeslagarens simulerade atmosfär stämde bara överens med observationerna om den innehöll ovanliga, fysiskt osannolika drag. När forskarna lade till moln i modellen försvann de ovanliga egenskaperna. Svaret blev att saltmoln dolde sannolikt atmosfärens djupare lager och formade ljuset som nådde JWST.

"Vi körde simuleringar med moln, och resultaten stämde överens med vad vi vet om kalla planeter," beskriver Baburaj. "Vi provade tre olika sorters moln och saltmoln passade bäst. När vi räknade med saltmoln dämpade det signaturen av molekyler som låg djupare i atmosfären. Då blev resultaten fysiskt möjliga."

Spektrumet antydde också att GJ504b är ovanligt rik på tunga grundämnen (metaller). Mysteriet kring objektets bildning kvarstår, nuvarande data tyder på att det kan ha bildats antingen som en planet eller en liten men misslyckat bildad stjärna.

Baburaj säger att teknikerna som används i studien kan hjälpa till att lösa andra mysterier kring kalla, svaglysande planeter. Jupiter till exempel hyser moln av ammoniakis. Även om dessa molntyper fortfarande ligger utanför räckhåll för nuvarande observationer, tyder upptäckten av GJ504b:s saltmoln på att astronomerna snart kan observera dem.

Moln kan bildas av många skilda slag beroende på en planets temperatur. Det bör alltid beaktas och förstås anser jag.

"Det här är första gången vi har upptäckt att saltmoln är avgörande för att förklara spektrumet hos ett objekt," beskriver Baburaj. "Det blir en bra påminnelse om att ta hänsyn till moln i våra modeller."

Studien publicerades i Astronomical Journal. 

Kometen 3I/ATLAS är äldre än vårt solsystem

 

Bild wikipedia 3I/ATLAS avbildad av Hubbleteleskopet den 21 juli 2025.

För ett år sedan, den 1 juli 2025, upptäckte astronomer ett fascinerande nytt objekt som rörde sig genom solsystemet. Objektet upptäcktes av Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS. Ett tidigt varningssystem för asteroidnedslag utvecklat av University of Hawaii och finansierat av NASA) och erkändes snabbt som något speciellt.

Kometen, nu känd som 3I/ATLAS, rusar förbi i rekordfart och är det tredje interstellära objektet som någonsin upptäckts. Dess ursprung är  runt en annan stjärna än vår sol och var den en flyktig besökare som nu lämnar solsystemet i mer än 60 kilometer per sekund efter att ha rundat vår sol för att sedan aldrig återvända.

Frågan jag ställer mig är hur många intressanta interstellära objekt  vi missat historiskt och hur många missar vi just nu?

Upptäckten blev rubriker världen över med bisarra påståenden om att det kunde vara ett utomjordiskt rymdskepp. Men det enda utomjordiska med kometen är att den kommer från ett annat solsystem.

Astronomer konstaterade snabbt att 3I/ATLAS for fram otroligt snabbt. Närmast solen färdades den i mer än 68 km per sekund. Redan innan den påverkades  av  solens gravitationskraft rörde den sig i mer än 58 km/s. Hade den rört sig i mindre hastigheter hade den fastnat som en komet i vårt solsystem nu kunde den fortsätta sin färd ut ut det lika väl som den kom in det.

Enbart baserat på dess bana i vår galax insåg astronomer snart att 3I/ATLAS potentiellt var äldre än solsystemet. Troligtvis hade den kastats ut från en stjärna som rörde sig i Vintergatans "tjocka skiva", en population av uråldriga stjärnor som bildades långt före solen (och nu finns i vintergatans centrum).

I en ny artikeln i Nature (se nedan)  baserad på observationer av 3I/ATLAS med James Webb Space Telescope och Atacama Compact Array, beskrivs hur  kometen observerats vid infraröda och mikrovågsvåglängder.

Observationerna gjorde det möjligt för forskare att studera de gaser som kometen avgav när den svängde förbi solen. Det visades att kolmolekylerna som kometen släppte ut innehöll mycket mindre kol-13 (en tung isotop av kol) än vad som observeras för liknande kometer i solsystemet. Isotoper är olika former av samma grundämne, med identiska antal elektroner och protoner, men olika antal neutroner.

Detta tyder på att kometen måste vara extremt gammal. Varför? Svaret handlar om hur materialet i vår galax bearbetas i stjärnornas inre.

Nästan allt kol i Vintergatan produceras av stjärnor som är mer massiva än solen. När dessa stjärnor gjort av med bränslet återförs kolet de producerat genom kärnfusion till kosmos för att införlivas i nästa generation av stjärnor och planeter.

När stjärnor skapar kol i sina inre verkar de också för att omvandla kol-12 (den vanligaste isotopen) till kol-13, genom en process som kallas "hot bottom-bränning". Med tiden ökar andelen kol i galaxen som är kol-13.

För att innehålla en så låg mängd kol-13 måste 3I/ATLAS ha bildats vid en tidpunkt då det fanns mindre kol-13 jämfört med kol-12 . Den tiden var för ca 12 miljarder år sedan, under de tidigaste stadierna av vår galax historia.

I en ny artikel publicerad i Nature har ett team av forskare (ledda av Martin Cordiner från NASA Goddard Space Flight Center) kastas nytt ljus över kometens ursprung. Deras resultat visar att det är ett äkta galaktiskt fossil, mycket äldre än vårt solsystem.

Kan varelser med medvetande uppstå på fler sätt än de gjort på jorden

 

Bild https://easy-peasy.ai/.  En utomjording från en annan galax med superkrafter som kommer till jorden  och betraktar människor (fantasi).

Beror medvetandet på kött och blod?

Svaret är nästan säkert nej, enligt Eric Schwitzgebel, en framstående professor i filosofi vid University of California, Riverside.

I ett nytt arbetsdokument se här  beskriver Schwitzgebel och Jeremy Pober, en tidigare doktorand vid UCR som nu är postdoktoral forskare vid Lissabons universitet att medvetande sannolikt är möjligt i livsformer bestående annat än kött och blod. Medvetande, hävdar Schwitzgebel och Pober, är också substratflexibelt.

"Universum kan innehålla sinnen märkligare än vi kan föreställa oss," beskriver Schwitzgebel. Den observerbara delen av universum innehåller cirka 1 biljon galaxer. Planeter är vanliga, och den stora majoriteten har miljöer som skiljer sig mycket från jordens, anser många astronomer.  Schwitzgebel och Pober uppskattar att minst 1 000 beteendemässigt sofistikerade, utomjordiska civilisationer har funnits någon gång i kosmos. Det är en försiktig uppskattning, beskriver de och noterar att "en nyligen genomförd undersökning visade medianuppskattningar av en civilisation per galax vid någon tidpunkt under galaxens livstid."

Samtidigt har astrobiologer teorier om liv som består av andra material än på jorden. De har undersökt alternativa aminosyror och lösningsmedel, och till och med möjligheten till olika kemiska strukturer. Schwitzgebel och Pover påtalar dock inte att exotiskt liv definitivt existerar. Deras poäng är mer blygsam och beskriver istället att om liv kan uppstå under en mängd olika kemiska förhållanden, och om universum innehåller enorma möjligheter för liv att uppstå, skulle det vara förvånande om varje framgångsrik evolutionär linje konvergerade kring exakt samma biokemiska byggstenar.

Enligt mig är detta resonemang helt logiskt. Men jag vill ändå tillägga att omöjligt är det inte att liv enbart kan uppstå enbart med  exakt samma biokemiska byggstenar som det gjorde på jorden. Ser vi ut i universum är det ett begränsat slag av stjärnor därute  galaxer av ungefär likartat slag samma grundämnen som här solar och planeter så jag undrar ändå om inte liv är byggt likartat med samma byggstenar överallt. Om det finns.

På jorden ensam har evolutionen gett upphov till en anmärkningsvärd mångfald i nervsystemen, noterar filosoferna. Bläckfiskar, bin och hundar bearbetar information på olika sätt. Även bland landlevande organismer har naturen inte enat en enda design. Andra delar av universum, menar de, handlar sannolikt om lika mycket skillnader, om inte mer, kreativitet.

Författarnas huvudargument bygger på den kopernikanska traditionen inom astronomi. Renässansens mångvetenskapare Nicolaus Copernicus och hans arvtagare gjorde en ödmjukande serie upptäckter: Jorden är inte solsystemets centrum, solsystemet är inte galaxens centrum och Vintergatan är inte universums centrum. Med andra ord har mänskligheten en mindre exceptionell position i kosmos än man tidigare trott.

Schwitzgebel och Pober utvidgar denna lärdom till medvetandet. Nämligen att det förmodligen inte speciellt.

De hävdar dock inte att varje avancerad livsform måste vara medveten. Istället hävdar de att om medvetande existerar bland beteendemässigt sofistikerade varelser, vore det märkligt att tänka att endast organismer som delar vår biokemiska arkitektur skulle kunna besitta det.

I århundraden har människor upprepade gånger upptäckt att vi är mindre centrala, mindre unika och mindre privilegierade än vi en gång trodde.

Det kan vara så att medvetandet inte heller är en sällsynt gåva som ges till en särskild typ av biologisk maskin, föreslår Schwitzgebel och Pober. Istället kan det vara ett fenomen som kan uppstå där evolutionen eller något liknande producerar rätt former av komplexitet.

Är Uranus och Neptunus isvärldar eller inte?

 

Bild https://www.universetoday.com/ Diagram som visar den föreslagna modellen för magmahavets inre i Uranus och Neptunus. (Källa: Young et al. (2026))

Uranus och Neptunus är fortfarande två av de mest oförstådda objekten i solsystemet, främst eftersom de endast besökts av NASAs Voyager 2-rymdfarkoster 1986 respektive 1989. De har sedan länge setts som isjättar. Hypotesen är att  deras inre består av en isig mantel under en väte/helium-atmosfär.  Jupiter och Saturnus däremot består främst  av väte och helium och ses som gasjättar medan Uranus och Neptunus ha en lagerstruktur bestående av iskalla grundämnen i sina inre.

Trots årtionden av modeller, studier och hypoteser tilltar debatten om Uranus och Neptunus är "isjättar". I en nyligen inlämnad studie till The Astrophysical Journal  beskrivs att isjättar  kanske inte är rätt beskrivning av dem. Det är ett forskarteam från University of California, Los Angeles (UCLA) som efter  långvariga vetenskapliga undersökningar nu beskriver troligheten av att de inte är isjättar. För studien använde forskarna en serie datormodeller för att simulera och fastställa Uranus och Neptunus inre sammansättning och processer. Den primära motivationen bakom studien var att bekräfta eller motbevisa de långvariga modellerna och hypoteserna om Uranus och Neptunus är isjättar. Medan teorier sedan länge har beskrivit världarna med en väte/helium-atmosfär som täcker en enorm mantel av "isar" bestående av vatten, ammoniak och metan och därunder en stenig kärna har studier av båda världarnas magnetfält och värmefördelning förbryllat forskare.

Forskarna noterar att den nya studien inte bara skulle kunna förklara insidan av Uranus och Neptunus, utan att de också skulle kunna användas som analoger för exoNeptunus . De är den vanligaste typen av exoplanet i vår galax vilka har radier mellan 1 och 4,5 av jorden. På grund av brist på liknande planeter i vårt solsystem är bildandet och utvecklingen av dessa exoplaneter fortfarande inte förstått.

Till slut fastställde denna nya studie att insidan av Uranus och Neptunus potentiellt består av ett magmahav, snarare än en isig sammansättning. De planetariska lager som studien föreslår inkluderar en väte/heliumatmosfär som transporterar värme till den övre atmosfären och strålar ut den i rymden. Under detta lager finns ett gränslager bestående av flera grundämnen, inklusive väte, helium, magnesium, kiselmonoxid (SiO) och syre. Slutligen är det nedersta lagret ett magmahav bestående av silikat, järn och väte. 

För närvarande finns inte  några planerade färder ut till dessa planeter. Tyvärr. 

ALMA-teleskopet avslöjar ursprunget till en stjärnexplosion i en galax för 11 miljarder år sedan

 

Bild https://www.almaobservatory.org  visar infografik på hur gravitationslinsning fungerar då en mycket massiv förgrundsgalax böjer rumtiden och fungerar som ett kosmiskt förstoringsglas som förstorar och förvränger bilden av en mer avlägsen galax bakom sig.

Astronomer som använt Atacama Large Millimeter/submillimeter Array i Chile (ALMA) har avslöjat den dolda strukturen hos en intensivt stjärnbildande galax som den såg ut för nästan 11 miljarder år sedan. Galaxen finns på samma splats som en högenergineutrino upptäcktes komma från av Icecube Neutrino Observatory på Antarktis. Galaxen den  sannolikt mest elektromagnetiska  som hittills identifierats av händelser som denna.

Galaxen har namnet JCMT0402−0424 och har smeknamnet "Shadow Blaster". Den är  dold av damm och nästan osynlig vid optiska våglängder. ALMA-observationer visade att dess ljus har förstärkts och förvrängts av gravitationen från en massiv förgrundsgalax, vilket delat upp den i fyra separata bilder. Genom att kombinera ALMAs högupplösta data med gravitationslinsning rekonstruerade forskarteamet galaxens verkliga struktur och undersökte den täta gas som drev dess stjärnexplosion.

Neutriner är elektriskt neutrala elementarpartiklar som endast svagt interagerar med materia. De kan färdas genom gas, damm och magnetfält nästan oförändrade och bär information direkt från några av universums mest energirika miljöer.

Den 22 september 2021 upptäckte IceCube  som finns djupt inbäddad i den antarktiska isen en högenergi-neutrinohändelse betecknad IC 210922A, med en uppskattad energi på ungefär 750 teraelektronvolt, långt över vad de flesta kända astronomiska processer kan producera. Teleskop runt om i världen sökte i neutrinos lokaliseringsområde över spektrumet men fann ingen övertygande gammastrålning, röntgen eller optisk transient som kunde förklara händelsen.

Uppföljande observationer med James Clerk Maxwell-teleskopet på Hawaii visade en exceptionellt ljusstark submillimeterkälla i området. ALMA tillhandahöll sedan den upplösning och spektrala detaljrikedom som behövdes för att bestämma dess fysiska natur. Teamet uppskattar chansen att slumpmässigt hitta en så ovanligt ljusstark submillimetergalax inom IceCube-lokaliseringsområdet till ungefär 1 % eller lägre. 

ALMA observerade Shadow Blaster i band 3, 4 och 5. Dess högst upplösta kontinuumdata delade upp källan i fyra distinkta bilder arrangerade runt en elliptisk galax i förgrunden – kännetecknet för stark gravitationslinsning, där förgrundsgalaxens gravitation böjer och förstärker ljuset från den mycket mer avlägsna bakgrundskällan, och fungerar som ett naturligt kosmiskt teleskop.

Genom att använda de fyra linsade bilderna tillsammans med optiska och infraröda data från förgrundsgalaxen modellerade teamet linseffekten och rekonstruerade Shadow Blasterns (den avlägsna nästan dolda galaxen kallas så) inneboende utseende. Rekonstruktionen avslöjade ett utsträckt stjärnbildningsområde ungefär 1 700 ljusår i diameter. Förstoringen från linsning gjorde det möjligt för ALMA att lösa rumsliga skalor som annars hade varit extremt svåra att studera på detta avstånd.

ALMA upptäckte flera emissionslinjer från kolmonoxid och neutralt atomärt kol, vilket fastställde en exakt rödförskjutning på 2,988  vilket betyder att ljuset började sin resa när universum bara var några miljarder år gammalt under den era som kallas "Cosmic Noon", tiden då galaxer bildade stjärnor med de högsta hastigheterna i kosmos historia.

Dessa molekyllinjemätningar låter astronomerna undersöka tillföring av energi och rörelsen hos gasen inne i galaxen. Data visar inga tydliga tecken på att en kraftfull aktiv galaxkärna dominerar dess energiproduktion istället pekar gasegenskaperna på en intensiv, kompakt episod av stjärnbildning. Efter att ha korrigerat för gravitationsförstoring uppskattar teamet att galaxen bildar hundratals  stjärnor per år, med stora mängder gas och damm packat i en kompakt central region.

Den tätheten är viktig för neutrinofrågan då det skapar förhållanden där energirika kosmiska strålar upprepade gånger kan kollidera med omgivande materia och producera kortlivade partiklar som sönderfaller till gammastrålar och neutriner. Täta, dammiga stjärnutbrott kan fungera som kosmiska strålkällor  som fångar energirika partiklar tillräckligt länge för att mycket av dess energi ska omvandlas till dessa sekundära partiklar.

Den förväntade neutrinoproduktionen från en enskild dammig stjärnbildande galax är blygsam och studien hävdar inte att Shadow Blaster har identifierats som källan till händelsen IC 210922A. Men galaxens placering, sällsynthet, kompakta struktur och gasrika kärna förstärker tillsammans argumenten för en möjlig koppling och antyder att liknande galaxer tillsammans kan bidra till den diffusa bakgrunden av högenergirika neutriners rörelser.

Denna forskning presenterades i artikeln "Compact dusty starbursts at cosmic noon linked to high-energy neutrinos" av Y. Urata et al., publicerad i Nature Astronomy. 

Cigarrgalaxen där miljontals stjärnor bildas.

 

Bild wikipedia på Messier 82 (Cigarrgalaxen) en svagt lysande galax  i stjärnbilden Stora björnen (stora Karlavagnen) en kombinerad bild från Hubbleteleskopet/Spitzerteleskopet/Chandrateleskopet.

Galaxen är belägen 12 miljoner ljusår bort och och här sker snabb stjärnbildning. Messier 82 (M82) visar en för vetenskapen unik syn. Nu har NASAs James Webb Space Telescope avslöjat tidigare osedda detaljer.

M82:s intensiva stjärnbildning, som tros vara resultatet av en galaxfusion, kommer att vara en kortlivad händelse i astronomiska termer uppskattad att pågå i några hundra miljoner år i sin helhet. Denna tillfälliga fas av extrem stjärnbildning i förhållande till galaxens massa liksom dess placering i det lokala universum är några av faktorerna som gör M82 känd som Cigarrgalaxen till en unik miljö att studera.

Ett team av astronomer genomförde nyligen en bildundersökning med hjälp av Webb-teleskopet.  Programmet innebar totalt 65 timmars observationstid med Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera)-instrument och avslöjade aldrig tidigare skådade detaljer av galaxen inklusive dess utspända skivstruktur och miljontals individuella stjärnor. Webbs högupplösta avbildning av galaxen specifikt av galaktiska skivans huvudplan ger viktig information till astronomer när de försöker avslöja M82:s bildningshistoria. Dessutom kommer Webb-data att hjälpa forskare att förstå de nuvarande processerna som sker inom stjärnexplosionsgalaxen. Innebärande snabb stjärnbildning.

"M82 är ett kaos, men det är ett vackert kaos. Vi förstår inte helt vad som pågår, särskilt vad gäller dess evolutionära historia. Vad kan ha utlöst en så hög hastighet i stjärnbildning? Hur länge har denna galax drivit bort materiaklumpar från sitt centrum?" frågar sig huvudforskaren Adam Smercina, NASA Hubble Fellow vid Space Telescope Science Institute i Baltimore och blivande biträdande professor vid Tufts University i Massachusetts. "M82 är ett idealiskt laboratorium för galaxutveckling eftersom det har egenskaper som gör att vi kan undersöka viktiga fysiska processer, såsom hur stjärnor bildas i miljöer som denna och hur den aktiviteten driver utflöden. M82 ger samtidigt ett fönster till många astrofysiska frågor på ett sätt som ingen annan galax i det lokala universum kan."  Det enorma antalet stjärnor vi lyckades lösa med Webb är otroligt," påtalar lagmedlemmen Benjamin Williams från University of Washington. "Det är en helt annan värld än vad vi kunnat se med andra teleskop. Alla dessa stjärnor tillsammans ger ett detaljerat fossilregister över M82:s bildning och utveckling."

När man rör sig inåt i galaxen antyder ökningen i ljusstyrka och den asymmetriska formen på den galaktiska skivan spiralgalaxens unika underliggande struktur. De olika radierna mellan de två sidorna tyder på att M82 har en förvrängd form vilket kan ske vid intensiva galaxsammanslagningar.

"Vid första anblicken kan galaxens skiva verka mindre spektakulär eftersom Webb ser genom dammet," beskriver teammedlemmen Eric Bell vid University of Michigan. "Men M82 är ett härligt komplext system. Webbs observationer kommer att hjälpa oss att lösa några pågående mysterier, ex  hur stjärnbildning har rört sig inom M82 under de senaste miljarderna åren."

Galaxen MXDFz4.4 en intressant galax i tidens första miljard år.

 

Bild  Nasa Detaljerade bilder av synligt ljus från Hubbleteleskopet visar att flera utbrott av yngre stjärnor passerar rymden i och runt galaxen MXDFz4.4. Astronomer har länge sökt bevis för att förklara denna övergång Hubble har gett det första exemplet under denna tidsperiod. Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, Ilias Goovaerts (STScI), Marc Rafelski (STScI, JHU), Anton Koekemoer (STScI); Bildbehandling: Alyssa Pagan (STScI)

Astronomer som använder NASAs Hubble-rymdteleskop har hittat något de aldrig förväntade sig  ultraviolett ljus från en galax som existerade bara 1,4 miljarder år efter Big Bang. Den galaxen innehåller ett tätt kluster av unga stjärnor som producerar joniserande ljus som kan omvandla den ogenomskinliga, neutrala gasen (väte) inom och omedelbart runt galaxen vilket rensar upp sikten ut i rymden. 

Detta tyder på att liknande galaxer i det tidiga universum var anledningen till den neutrala dimman från vätgas som en gång fyllde kosmos. Med tiden blev gas överallt genomskinlig eller joniserad. Övergången var inte som en av/på-knapp, utan tog troligen hundratals miljoner år. Forskare samlar fortfarande bevis för att fullt ut förstå hur detta gick till, vilket är anledningen till att MXDFz4.4 sätter en avgörande förebild.

"Att observera en galax som denna ansågs omöjligt," beskriver huvudförfattaren Ilias Goovaerts, postdoktor vid Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore. "Forskare förväntade sig att 'dimman' det neutrala vätet som fyllde det tidiga universum skulle vara för tjockt och skymma vår sikt över dess joniserande ljus. Hubble upptäckte inte bara det ljuset, utan hjälpte också till att avslöja otroliga detaljer om galaxens egenskaper."

"Astronomer har hittat många galaxer som existerade vid denna tidpunkt i universums historia, men vi har inte upptäckt joniserande fotoner från någon av dem, vilket gör MXDFz4.4 unik," beskriver Marc Rafelski, medförfattare och Hubbles biträdande missionschef vid STScI. (obs detta gäller säkert i övriga galaxer också i tidens början)

Hubbles långa exponeringar, hämtade från flera befintliga undersökningar, visade att galaxens unga, massiva stjärnor är källan till det ultravioletta ljuset som rensade det omgivande rymden. Dessa stjärnor bildades i utbrott under de senaste miljonerna åren av MXDFz4.4:s existens och är hopträngda.

Genom att förstärka denna trängseleffekt är MXDFz4.4 ungefär 100 gånger mindre till ytan än  Vintergatan men här bildas stjärnor tio gånger snabbare. Hubbleteleskopet kunde inte göra upptäckten ensam. Slutsatsererna stöds av undersökningsdata tagna av NASAs James Webb Space Telescope i närinfrarött ljus och MUSE eXtremely Deep Field eller MXDF, galaxens namngivare, fångad av European Southern Observatorys Very Large Telescope (VLT) i synligt ljus.

Teamet använde Webbs data för att bestämma galaxens massa, analysera dess äldre stjärnor och mäta galaxens stjärnbildningshistoria. Galaxens äldre stjärnor är mindre massiva och kallare och därför inte ansvariga för att förändra gasen runt dem.

Jämförelse av Hubble- och Webb-data visade också att nyligen stjärnbildning skedde i utbrott. "Utan Webb för att förtydliga vad vi såg på Hubbles bilder kunde vi inte dra dessa slutsatser," beskriver Rafelski. Data från VLT fastställde exakt när MXDFz4.4 existerade. Det var 1,4 miljarder år efter Big Bang.

En artikel som beskriver denna upptäckt publicerades den 23 juni i Astrophysical Journal. 

Vad vi vill veta om universum.

 

Bild https://www.gsi.de/en

Materiens sammansättning  finns och är hierarkin av på varandra följande nivåer från mikroskopisk till makroskopisk skala. Den  är nära kopplad till sekvensen av de evolutionära epoker som vårt universum har genomgått. Vårt universum (där allt vi känner till finns)  kom till som Big Bang och expanderade explosivt samtidigt som det gradvis svalnade från ett initialt tillstånd av extrem energitäthet och temperaturer. En sekvens av metamorfoser förde den till dess nuvarande tillstånd och kommer att fortsätta förändra vårt universum i framtiden (där den accelererande expansionen är en del som troligen en gång resulterar i ett svart universum då avstånden mellan galaxerna blivit stort).

I universums allra första tid bildades elementarpartiklar från strålningsfält. Ur en uråldrig soppa bestående av kvarkar, gluoner, fotoner och leptoner uppstod byggstenarna till atomkärnorna i form av neutroner och protoner  bråkdelar av en sekund efter Big Bang. Inom de första tre minuterna bildades de lättaste atomkärnorna. Neutrala atomer uppstod först 300 000 år senare. De samlades till enorma gasmoln, från vilka de första stjärnorna uppstod efter ungefär en miljard år. Atomkärnor smälte samman inne i stjärnorna för att bilda de kemiska grundämnena fram till järn. De tyngsta elementen skapades i våldsamma stjärnexplosioner. Dessa processer pågår än idag 15 miljarder år efter big bang – och kommer att fortsätta in i framtiden.

Den kosmiska utvecklingen bestäms av fysikens lagar och av naturens grundläggande symmetrier (av det slag vi förstår i dag men kan upptäcka mer av i framtiden). Vår strävan efter att förstå universums ursprung och utveckling, och därmed vår egen existens, är en av de grundläggande drivkrafterna för vetenskaplig forskning och även för  projektet FAIR. Det internationella acceleratorcentret FAIR, ett av världens största forskningsprojekt som byggs nu i Darmstadt, Tyskland. Med FAIR kommer materia att skapas och forskas fram i laboratoriet på ett sätt som annars bara förekommer i universum. Forskare från hela världen förväntar sig nya insikter om materiens struktur och universums utveckling, från Big Bang till idag.

Även om vi känner till den ungefärliga händelseförloppet i BigBangs agenda finns det fortfarande många obesvarade grundläggande frågor om detaljerna.

Ungefär en miljondels sekund efter Big Bang existerade all materia som en ofattbart het tät ursoppa bestående av kvarkar, gluoner och andra elementarpartiklar. Precis som elektroner i ett plasma kunde kvarkar röra sig kvasifritt i detta kvark-gluonplasma. Forskare tror att liknande former av materia i dag kan finnas i neutronstjärnors inre.

Det var inte förrän en miljard år efter Big Bang som de första komplexa atomkärnorna och därmed de kemiska grundämnena bildades i stjärnornas kärnor och i stjärnexplosioner. Innan detta fanns endast väte och de lättare grundämnena, upp till litium.

De måttliga temperatur- och tryckförhållandena på jorden var gynnsamma för livets början. Den stora majoriteten av materian i universum utsätts för extremt höga tryck och temperaturer. Exempelvis i jordens kärna, eller  i centrum av större planeter och solen.

Astronomisk forskning har visat att universum i dag  bara innehåller materia och att ingen antimateria existerar. Forskarnas kvalitativa förklaring till detta är att fysikaliska lagar bryter mot vissa grundläggande symmetrier. Dock är fall av detta symmetribrott som hittats i experiment inte tillräckliga för att kvantitativt förstå hur materia klarade sig i universum till motsatts till antimateria eller ingen materia alls..

Vi vet från galaxernas rörelse att det måste finnas ungefär 20 gånger mer massa i universum än vi kan observera direkt. Det har föreslagits att denna så kallade mörka materia möjligen inkluderar nya typer av partiklar bundna av den starka växelverkan (den starka kärnkraften), vars existens vi ännu inte kunnat bevisa i experiment.