Mörk energi förändras över tid

 

Bild wikipedia Diagram som representerar den accelererade expansionen av universum på grund av mörk energi.

"Universum består av nästan 70 procent av Mörk energi och det är det som (teoretiskt) driver expansionen,  om dess kraft blir svagare kan vi förvänta oss att seexpansionen avtar över tid", beskriver David Rubin, (huvudförfattare till Union3-artikeln som innefattar en sammanställningen av data som användes vid undersökningen vars data har insamlats av det internationella Supernova Cosmology Project (SCP), som leds av Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab).), docent vid University of Hawaii i Mānoa, och som är en ledande medlem av Supernova Cosmology Project. "Does the universe expand forever, or eventually stall, or even start contracting again??

Expansionen beror på balans mellan mörk energi och materia. Vi vill ta reda på om expansionen fortsätter eller kommer att stanna av vi vill förstå den här underliggande biten av universum. Att spåra universums expansionshistoria med hjälp av supernovor är ett sätt att räkna ut det. Supernovor har förutsägbar ljusstyrka därför kan forskare använda dem som "standardljus" för att mäta avstånd på samma sätt som man kan beräkna längden på en mörk korridor baserat på hur ljusa lågorna verkade från en uppsättning matchande ljus.

Forskare studerar även rödförskjutningen ett mått på hur mycket supernovans ljus har förskjutits mot rödare våglängder på grund av rymdens expansion. Union3 (insamlad datasamling) standardiserar 2 087 supernovor från 24 datainsamlingar och kan använda denna  data till att se tillbaka på ungefär 7 miljarder år av kosmisk historia. Union3 bygger på Union2, som släpptes 2010 vilken innehöll data om 557 supernovor. För att kombinera supernovor från olika datamängder analyserar forskarna ljuskurvan innebärande hur en supernovas ljusstyrka karakteriserad av en topp som sedan försvagas över tid.

Det gör att de kan hitta den inneboende ljusstyrkan och justera dess ljusstyrka så alla  supernovorna bli på samma skala likt man kalibrerar ett ljus från skilda tillverkare."Vi ville sätta en baslinje innan vi tar in flera hundra nya supernovor med låg rödförskjutning, vilket är ett av de områden där kalibreringen är mest avgörande och där vi har några av de svagaste datamängderna i resultaten hittills", beskriver Greg Aldering, medförfattare till artikeln och fysiker vid Berkeley Lab som ledde Nearby Supernova Factory projekt. "

Det gemensamma resultatet av supernovor och BAO (Baryon acoustic oscillations) Baryon acoustic oscillations - Wikipedia  är sammantaget ett exempel på det framgångsrika fokus som ett nationellt laboratorium kan lägga på ett vetenskapligt område. Berkeley Lab stödde Supernova Cosmology Projects decennielånga arbete som ledde till upptäckten av universums acceleration liksom dess efterföljande supernovastudier av de modeller för mörk energi som kan förklara expansionen. Laboratoriet initierade och leder också DESI-samarbetet med 70 institutioner för att ta itu med samma fråga med BAO-tekniken och ledde en kompletterande serie av projekt för kosmisk mikrovågsbakgrund (CMB) som ger viktiga mätningar av det tidiga universum för dessa studier av mörk energi. Analyserna av denna nya supernovasamling gav antydningar om att mörk energi kan förändras över tid. Antydningar som blev starkare med nya resultat från Dark Energy Spectroscopic Instrument.

Nästa generations kartläggningar från Vera Rubin-observatoriet kommer att ge än mer data. Om fortsatta undersökningar bekräftar att mörk energi förändras över tid skulle det peka på ny fysik som kan förklara universums framtida öde.

Synproblem uppstår hos astronauter

 

Bild https://www.nasa  Optisk koherenstomografibild av ögonglobens baksida (överst) och tjockleken på ögats mittvägg (nederst) från SANSORI-undersökningen. Universitetet i Montreal

När astronauterna började tillbringa sex månader och mer ombord på den internationella rymdstationen började de märka förändringar av sin syn. Många upptäckte till exempel att de behövde starkare läsglasögon under arbetets gång. Forskare som studerade detta fenomen identifierade en svullnad i synervens huvud vilket är där synnerven kommer in i näthinnan och även tillplattning av ögonformen. Dessa symtom blev kända som Space-Associated Neuro-Ocular Syndrome (SANS).

I en undersökning benämnd  MHU-8-undersökningen från JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) har undersökts förändringar i DNA och genuttryck hos möss efter rymdfärder. Man fann då förändringar i synnerven och näthinnevävnaden. Forskare fann också att artificiell gravitation kan minska dessa förändringar och kan fungera som en motåtgärd vid framtida uppdrag. 

Dessa och andra studier kan i slutändan hjälpa forskare att förebygga, diagnostisera och behandla synnedsättning hos besättningsmedlemmar på rymdstationer mm och även hjälpa människor på jorden som har dessa problem.

Artificiell gravitation måste finnas i de skepp med mänsklig last som i framtiden åker till Mars. Även rymdstationer i rymden likväl som på månen eller Mars måste ha detta för hälsans skull. Så här har forskarvärlden och ingenjörer en utmaning.

ESA:s Vigil-uppdrag ska ge oss bättre prognoser på rymdväder

 

Bild https://www.esa  Rymdväderreporter Vigils kraftfulla instrument  övervakar sol flares

Vigil är ett projekt som kommer att  bli ESA:s (European Space Agency)  och världens första dedikerade rymdväderuppdrag med placering vid vid den femte Lagrangepunkten i rymden. Uppskjutningen av systemet beräknas ske 2031.

Härifrån ska farkosten som ska ligga i stabil bana  kontinuerligt skicka data över 150 miljoner kilometer tillbaka till jorden något som både är både svårt och kostsamt.

Det kräver sofistikerad databehandling ombord, en stadig datanedlänk med låg latens med djuprymdsantenner och omvandling av Vigils rådata till användbar data till rymdvädertjänster. Det är en stor teknisk utmaning.

Det är kraften i Vigils instrument i kombination med dess position, som som gör det möjligt att observera från det unika perspektivet av den femte Lagrangepunkten mellan solen och jorden (L5), som kommer att göra det värt kostnaden. Den nya utsiktspunkten kommer att förbättra prognoserna avsevärt, vilket gör det möjligt att varna tidigare upp till 4–5 dagar i förväg för vissa rymdvädereffekter (solstormar). Vigils värdefulla ledtid kan innebära skillnaden mellan ett mindre besvär och en större störning.

Subaruteleskopets fossilprogram upptäckte ett objekt bortom Neptunus.

 

Bild https://subarutelescope.org  Ammonitens omloppsbana (röd linje) och de andra tre sednoidernas omloppsbana (Objekt bortom Neptunus bana transneptuniska ex asteroider med en långsträckta bana)  (vita linjer). Ammonit upptäcktes nära dess perihelium, på ett avstånd av 71 astronomiska enheter (71 gånger det genomsnittliga avståndet mellan solen och jorden). Den gula punkten visar dess position i juli 2025. (Källa: NAOJ)

Subaruteleskopet har avslöjat en fjärde medlem av sednoiderna en grupp små objekt med märkliga omloppsbanor runt solsystemets yttre kant där dvärgplaneten  Sedna ingår. 

Det nya objektet, har den officiella beteckningen 2023 KQ14, och har getts smeknamnet "Ammonite" av forskargruppen. Numeriska simuleringar tyder på att den har hållit en stabil omloppsbana sedan de tidiga stadierna av solsystemets bildande. Ammonit förväntas vara ett "fossil" som bevarar minnen från solsystemets barndom. Det kan ge ledtrådar till existensen av den hypotetiska planeten Nio och solsystemets ursprung.

Ammonit upptäcktes av kartläggningsprojektet "FOSSIL" (Formation of the Outer Solar System: An Icy Legacy), som använder Subaruteleskopets vidvinkelkamera Hyper Suprime-Cam (HSC). FOSSIL sköts upp 2020 av ett internationellt team lett av främst forskare från Japan och Taiwan för att utforska de isiga världarna i det yttre solsystemet. FOSSIL syftar till att avslöja solsystemets historia från dåtid till nutid genom att observera små kroppar som har spår av planetesimaler (objekt bestående av is och sten) som bildades när solsystemet föddes. Namnet "FOSSIL" återspeglar projektets mål att avslöja "fossilerna" i solsystemet. Större delen av det vidsträckta solsystemet är fortfarande outforskat. 

Vidvinkelobservationer med Subaruteleskopet flyttar stadigt fram gränserna, säger Dr. Fumi Yoshida vid University of Occupational and Environmental Health och Chiba Institute of Technology, som leder FOSSIL.

Ammonit upptäcktes i observationerna som genomfördes i mars, maj och augusti 2023 med hjälp av Subaruteleskopet och HSC. Uppföljande observationer i juli 2024 med Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) avslöjade dess detaljerade omloppsbana. Genom att granska tidigare bilder från dataarkiv identifierades Ammonite också i DECam-data från 2021 och 2014, tagna med Dark Energy Camera på Blanco 4-metersteleskopet, samt i bilder tagna vid Kitt Peak National Observatory 2005.

Dessa upptäckter har gjort det möjligt att sammanställa 19 års observationsdata vilket avsevärt har förbättrat noggrannheten i Ammonites omloppsbana. När det gäller betydelsen av denna upptäckt beskriver Dr. Fumi Yoshida: "Ammonit hittades i ett område långt borta där Neptunus gravitation har liten inverkan. 

Närvaron av objekt med långsträckta omloppsbanor och stora periheliumavstånd i detta område tyder på att något extraordinärt inträffade under den tid då ammonit bildades. Att förstå omloppsbanans utveckling och de fysikaliska egenskaperna hos dessa unika avlägsna objekt är avgörande för att förstå hela solsystemets historia. För närvarande är Subaruteleskopet ett av de få teleskop på jorden som kan göra sådana upptäckter.

En ny spännande teori om universums ursprung.

 

Bild https://www.flickr.com/

En grupp forskare under ledning av ICREA-forskare  Raúl Jiménez, vid University of Barcelonas Institute of Cosmos Sciences (ICCUB) har i samarbete med universitetet i Padua (Italien) presenterat en revolutionerande teori om universums ursprung.

Studien, som publicerats i tidskriften Physical Review Research, introducerar en radikal förändring av förståelsen av de första ögonblicken efter Big Bang utan att förlita sig på de spekulativa antaganden som fysiker traditionellt har antagit i teorin om BigBang.

I årtionden har kosmologer arbetat under inflationsparadigmet. En modell och teori som föreslår att universum expanderade extremt snabbt, på bråkdelen av en sekund efter BigBang och därmed banade väg för allt vi observerar idag. Men den modellen innehåller många justerbara parametrar.

 Dessa parametrar kan ändras efter behov för att passa in i en teori som BigBang. Vetenskapligt sett utgör detta ett problem, eftersom det gör det svårt att veta om en modell verkligen förutsäger eller bara anpassas till insamlad data.

Den nu nya modellen förlitar sig inte på hypotetiska fält eller partiklar som inflation. Den visar istället att naturliga kvantfluktuationer i rumtiden, gravitationsvågor, var tillräckligt för att ge upphov till de små densitetsskillnader som så småningom gav upphov till galaxer, stjärnor och planeter. Dessa krusningar utvecklas icke-linjärt, interagerar och genererar komplexitet över tid vilket möjliggör verifierbara förutsägelser med verkliga data.

– Det som gör det här förslaget spännande är att det är enkelt och verifierbart. Vi lägger inte till spekulativa element utan visar snarare att gravitation och kvantmekanik kan vara tillräckliga för att förklara hur kosmos struktur kom till, beskriver Jiménez.

Vesiklar (cellliknande fack) kan bildas naturligt i sjöarna på Saturnus måne Titan.

 

Bild https://science.nasa.gov  En konstnärs koncept på den föreslagna mekanismen för vesikelbildning på Titan. (1) Metansjöar och hav på Titans yta blir täckta med en film av amfifiler. (2) Metanregndroppar stänker ner på sjöns yta. (3) Stänk skapar en dimma av droppar som är täckta av samma film. (4) Droppar sedan ner på sjön och sjunker och blir belagda i ett dubbelskikt som blir en vesikel. (NASA:s forskning har visat att cellliknande fack som kallas vesiklar kan bildas naturligt i sjöarna på Saturnus måne Titan) Christian Mayer (Universität Duisburg-Essen) och Conor Nixon (NASA Goddard)

Saturnus största måne Titan är den näst största månen i vårt solsystem. Den är även den enda månen i vårt solsystem med en betydande atmosfär.

Den disiga, gyllenefärgade atmosfären på Titan döljer dess yta för teleskop. Först när NASA:s rymdsond Cassini anlände till Saturnus 2004 förändrades vår syn på Titan för alltid.

Tack vare Cassini vet vi nu att Titan har en komplex meteorologisk cykel som aktivt påverkar ytan. Det mesta av Titans atmosfär består av kväve. Men här finns också en betydande mängd metan (CH4). Detta metan bildar moln och metanregn som faller till ytan och orsakar erosion och floder som fyller upp sjöar och hav. Vätskan avdunstar sedan i solljus och bildar moln igen. Man kan jämföra det med vattens kretslopp på jorden. Men på Titan som metans kretslopp.

Den atmosfäriska aktiviteten resulterar  i komplex kemi. I form av att energi från solen bryter sönder molekyler som metan och bitarna omformas sedan till komplexa organiska molekyler. Många astrobiologer anser att denna kemi kan lära oss hur de molekyler som är nödvändiga för livets uppkomst en gång bildades och utvecklades på den tidiga jorden.

I studien undersöktes hur vesiklar kan bildas i de kalla förhållandena i Titans kolvätesjöar och hav genom att havsspraydroppar kastas uppåt av stänkande metanregndroppar på ytan. På Titan kan teoretiskt både spraydroppar och havsytan vara täckta av lager av amfifiler. 

Om en droppe sedan landar på ytan av en damm möts de två lagren av amfifiler och bildar en dubbelskiktad (eller tvåskiktad) vesikel, som omsluter den ursprungliga droppen. Med tiden kommer många av dessa vesiklar spridas över hela dammen och interagera och konkurrera i en evolutionär process som kan leda till primitiva protoceller.

Om denna  teori kan bekräftas skulle det öka vår förståelse för de villkor under vilka liv kan bildas.

"Existensen av vesiklar på Titan skulle visa på en ökning av ordning och komplexitet, vilket är nödvändiga villkor för livets uppkomst", förklarar Conor Nixon vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

NASA:s nästa uppdrag till Titan är den kommande Dragonfly, som kommer att utforska ytan på Saturnus måne. Även om Titans sjöar och hav inte är en destination för Dragonfly (och uppdraget kommer inte att bära det ljusspridningsinstrument som krävs för att upptäcka vesiklar), kommer uppdraget att innebära att flyga från plats till plats för att studera månens ytas sammansättning, göra atmosfäriska och geofysiska mätningar och söka efter möjliga livsmiljöer på  Titan.

Teleskopen har visat sig visa fel storlek på exoplaneter

 

Bild https://news.uci.edu/ En exoplanet med flera bakgrundsstjärnor som störningar som visar exoplaneters storlek för små i teleskop. Om det inte korrigeras kan det extra ljuset från stjärnorna i bakgrunden leda till underskattade mätningar av exoplaneternas storlek. Det fyrkantiga rutnätet representerar enskilda pixlar från NASA:s TESS-satellit. Nikolai Berman / UC Irvine

I en ny forskninsrapport från University of California beskriver astronomer vid  Us Irvine News  Exoplaneterna vi hittat kan vara större än vi trodde. Mer än 200 kända exoplaneter är sannolikt betydligt större än mätresultatet visat. Det  kan förändra vilka avlägsna världar forskare anser vara potentiellt möjliga för utomjordiskt liv.

"Vi fann att hundratals exoplaneter är större än de verkar se ut i teleskopen och det förändrar vår förståelse av exoplaneter i stor skala", beskriver Te Han, doktorand vid UC Irvine och huvudförfattare till den nya studien i Astrophysical Journal Letters. Det innebär att vi kan ha hittat färre jordliknande planeter än vi trott beskriver han (detta då de vi ansett jordstorlekslika kanske än betydligt större och kanske till och med gasjättar).

Astronomer kan inte observera exoplaneter direkt. De måste ex vänta på att en planet ska passera framför sin stjärna. För att sedan mäta den mycket subtila minskningen av ljuset från  stjärnan då planeten passerar framför stjärnan. "Vi mäter i princip skuggan av planeten", beskriver Paul Robertson, professor i astronomi vid UC Irvine och medförfattare till studien.

Hans team studerade observationer av hundratals exoplaneter som observerats av NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) och  fann att ljus från närliggande stjärnor kan "förorena" ljuset från en stjärna som en astronom studerar. Detta kan få alla planeter som passerar framför  stjärnan att verka mindre än de är.

Robertson sammanställde hundratals studier som beskrev exoplaneter som upptäckts under TESS-uppdraget och sorterade planeterna efter hur olika forskarlag mätte radierna av dessa exoplaneter. Med hjälp av en datormodell kunde han sedan uppskatta i vilken grad dessa mätningsresultat kunde vara snedvridna på grund av ljuskontaminering från närliggande stjärnor. Teamet använde även observationer från ett annat satellituppdrag Gaia för att uppskatta hur mycket ljusföroreningar som påverkat TESS observationer. 

"TESS-data är förorenade, vilket Teamets anpassade modell korrigerar bättre än något annat på fältet", beskriver Robertson. – Det vi ser i den här studien är att de här planeterna systematiskt kan vara större än vad vi trodde. Det väcker frågan: Hur vanliga är då planeter av jordens storlek?

Antalet exoplaneter som tros vara ungefär lika stora som jorden var redan litet. "Av de system med en enda jordliknande planet som hittills upptäckts av TESS  har endast tre ansetts likna jorden i sin sammansättning", beskriver Han. "I och med den här nya studien har det upptäckts att de alla tre är större än vi trodde."

Det betyder att planeterna, snarare än att vara stenplaneter som jorden är så kallade "vattenvärldar", planeter större än jorden täckta av ett gigantiskt hav eller till och med än större och då gasformiga planeter som Uranus eller Neptunus. Detta kan påverka hur sökandet efter liv på avlägsna planeter ska förändras för även om vattenvärldar kan hysa liv kan de också sakna de typer av egenskaper som hjälper livet att blomstra på planeter likt det gjort på jorden.

– Detta har viktiga implikationer för vår förståelse av exoplaneter, bland annat för prioritering av uppföljande observationer med James Webb Space Telescope, och den kontroversiella existensen av en galaktisk population av vattenvärldar, beskriver Robertson.

Härnäst planerar Robertson och hans team att använda de nya uppgifterna för att börja undersöka planeter som tidigare ansetts obeboeliga på grund av sin storlek och för att ge andra forskare kunskapen att de ska vara försiktiga när de tolkar data från satelliter som TESS. Forskning stöddes delvis genom finansiering från NASA.

Säkert finns det exoplaneter i storlek som jorden och mindre men vi kanske ännu inte kan finna så små planeter med de resurser vi har i dag. De drunknar i stjärnornas sken.