Webbteleskopet upptäckte mörka pärlmönster och skeva stjärnmönster i Saturnus atmosfär

 

Bild wikipedia. En partiell vy av Saturnus nordpol, 2016 som visar den i texten nämnda hexagon som finns i Saturnus atmosfär.

En studie av Saturnus atmosfäriska struktur med hjälp av data från James Webb Space Telescope (JWST) har avslöjat komplexa och mystiska egenskaper i denna som aldrig tidigare setts på någon planet i vårt solsystem.

– Vi förväntade oss att se utsläpp i de breda banden på de olika nivåerna av dessa. Istället såg vi  finskaliga mönster av pärlformation och stjärnformation som trots att de är åtskilda av enorma avstånd i höjd, på något sätt verkar vara sammankopplade och också kan vara kopplade till den berömda hexagonen djupare inne i Saturnus moln. Dessa egenskaper var helt oväntade och är för närvarande helt oförklarade." beskriver professor Tom Stallard vid Northumbria University

Det internationella forskarlaget bestod av 23 forskare från institutioner i Storbritannien, USA och Frankrike. De gjorde upptäckterna under en kontinuerlig 10-timmars observationsperiod den 29 november 2024, när Saturnus fanns under webbteleskopets panorama.

Teamet fokuserade på att detektera infraröd strålning från en positivt laddad molekylär form av väte, H3+, som spelar en nyckelroll i reaktionerna i Saturnus atmosfär och därför kan ge värdefulla insikter i de kemiska och fysikaliska processer som är verksamma där. JWST:s Near Infrared Spectrograph gjorde det möjligt för teamet att samtidigt observera H₃⁺-joner i jonosfären, 1100 kilometer ovanför Saturnus nominella yta och metanmolekyler i den underliggande stratosfären, på en höjd av 600 kilometer.

I jonosfärens elektriskt laddade plasma observerade teamet en serie mörka, pärlliknande egenskaper inbäddade i ljusa norrskenshalos. Dessa strukturer förblev stabila i timmar men verkade driva långsamt över tid. 

– Vi tror att de mörka pärlorna kan vara komplexa interaktioner mellan Saturnus magnetosfär och dess roterande atmosfär. Upptäckten kan ge nya insikter om energiutbytet som driver Saturnus norrsken. Det asymmetriska stjärnmönstret tyder på tidigare okända atmosfäriska processer som verkar i Saturnus stratosfär, möjligen kopplade till det sexkantiga stormmönster som observerats djupare in i Saturnus atmosfär (bild ovan), beskriver professor Stallard.

Forskarlaget hoppas att ytterligare tid kan ges i framtiden av Webbteleskopet för att genomföra uppföljande observationer av Saturnus för att ytterligare utforska egenskaperna. Följ länken här för att se några filmer från Northumbria University, på fenomenet. 

Analysen av upptäckten  presenterades nyligen av professor Tom Stallard från Northumbria University, vid EPSC-DPS2025 Joint Meeting i Helsingfors. 

En vit dvärgstjärna drar åt sig bitar av en planet i Plutos storlek

 

Bild https://science.nasa.gov/ Illustration av hur en vit dvärgstjärna omgiven av en stor fragmentskiva. Vrakdelar från delar av ett tillfångataget Pluto-liknande objekt faller in på den vita dvärgen. NASA, Tim Pyle (NASA/JPL-Caltech)

Vita dvärgplaneter är slutresten av en sol som vår vilken fått slut på sitt bränsle och kollapsat inåt. De har ungefär hälften så stor massa som vår sol, men är så tätt packad så de blir ungefär lika stora som jorden. En typisk vit dvärgstjärna  har en radie som är 1 procent av solens, men den har grovt räknat samma massa. Det motsvarar en densitet på cirka 1 ton per kubikcentimeter. 

Forskarna från University of Warwick  tror att den nu upptäckta vita dvärgstjärnans enorma gravitation drog in och slet sönder en isig Plutolik planet från systemets egen version av Kuiperbältet, en isig ring av skräp som omger även vårt solsystem. 

 Upptäckten rapporterades den 18 september i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Forskarna kunde bestämma händelse genom att analysera den kemiska sammansättningen av det plutoliknande objektet när dess bitar föll in på den vita dvärgen. I synnerhet upptäckte de "flyktiga ämnen" med låg kokpunkt – inklusive kol, svavel, kväve och en hög syrehalt som tyder på en stark närvaro av vatten.

– Vi blev förvånade, beskriver Snehalata Sahu vid University of Warwick i Storbritannien. Sahu ledde dataanalysen av en Hubble-kartläggning av vita dvärgstjärnor. "Vi förväntade oss inte att hitta vatten eller annan is. Detta beror på att kometerna och Kuiperbältet-liknande objekt kastas ut ur sina planetsystem tidigt, när deras stjärnor utvecklas till vita dvärgar. Men här upptäcker vi detta mycket flyktiga rika material.

Detta är förvånande för astronomer som studerar vita dvärgar såväl som exoplaneter utanför vårt solsystem. Omkring 260 ljusår bort som denna vita dvärgstjärnan kan den ses som en relativt nära kosmisk granne. Förr i tiden, när den var en solliknande stjärna, skulle man ha förväntat sig att den skulle hysa planeter och en motsvarighet till vårt Kuiperbälte. 

Med hjälp av Hubbles Cosmic Origins Spectrograph fann teamet att fragmenten bestod av 64 procent vattenis. Det faktum att de upptäckte så mycket is innebar att bitarna var en del av ett mycket massivt objekt som bildats långt ute i stjärnsystemets isiga motsvarighet i Kuiperbältet. Med hjälp av data från Hubbleteleskopet beräknade forskarna att objektet var större än en  komet och att det kan istället kunde vara ett fragment av en exo-Pluto.

De upptäckte också en stor andel kväve den högsta mängden som någonsin upptäckts i omgivningen av en vit dvärg. "Vi vet att Plutos yta är täckt av kväveis", beskriver Sahu.

En spännande upptäckt av en händelse i ett främmande solsystem.

Spår av liv som fanns för länge sedan hittade i Lappajärvi-kratern i Finland.

 

Bild wikipedia. Lappajärvisjön  bildad av ett meteoritnedslag för ca 78 miljoner år sedan.

Lappajärvi sjö finns i kommunen Lappajärvi i västra Finland. Sjön är en nedslagskrater efter ett meteoritnedslag för 78 miljoner år sedan Forskare från Linnéuniversitetet  har här efter undersökning av meteoritrester  tidsbestämt när mikroorganismer etablerat efter nedslaget och därmed bekräftat att liv etablerade sig i varma vätskor efter nedslaget.

– Det här är första gången vi med direkt geokronologisk metodik kan koppla mikrobiell aktivitet till ett meteoritnedslag. Det visar att sådana kratrar kan fungera som livsmiljöer  efter nedslaget, beskriver Henrik Drake, forskningsledare vid Linnéuniversitetet.

Forskarna kombinerade analyser av "kemiska fingeravtryck" för liv och dateringsmetoder för tid av mineralfyllningar i sprickor och hålrum och kunde då visa att mikrobiellt liv etablerade sig några miljoner år efter nedslaget, vid temperaturer runt 47 grader Celsius. De kemiska signaturerna i mineralen tyder på att mikroorganismer reducerade sulfat för att få energi.

–Det ger oss en tidslinje för hur livet återvänder efter en katastrofal händelse, beskriver Jacob Gustafsson, doktorand vid Linnéuniversitetet och studiens huvudförfattare.

Dr. Gordon Osinski, Western University Kanada var medförfattare till studien som kan läsas här och tillägger:

– Tidigare har vi hittat bevis på att mikrober koloniserade nedslagskratrar, men det har alltid funnits frågor om när detta skedde och om det berodde på själva nedslaget eller någon annan process miljoner år senare.

Upptäckten stärker teorin om att meteoritnedslag kan skapa livsmiljöer inte bara på jorden utan även på planeter.

Einsteinkorset avslöjar dold mörk materia

 

Bild https://www.rutgers.edu/ visar en sällsynt kosmisk konfiguration av ett Einsteinkors med fem ljuspunkter, i stället för de vanliga fyra. P. Cox et al. – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) Ett Einsteinkors är en gravitationslinsad kvasar (ljusstark galaxkärna i form av ett ett stort svart hål som drar in materia från stjärnor ex och överglänser hela galaxen där den finns)som bildar fyra bilder av en och samma kvasar runt en central galax. Här är fenomenet troligen  istället omkring ett svart hål.

Ett "Einsteinkors"  är en sällan skådad kosmisk konfiguration, där ljuset från en avlägsen galax böjs av gravitationen från galaxerna framför den, vilket skapar fyra bilder  

Bilden längst upp av Einsteinkors är unikt som visade sig vara en massiv, dold gloria av mörk materia. Existensen av denna osynliga struktur kunde endast härledas genom noggrann datormodellering och analys. Upptäckten gjordes av ett internationellt team  studien är troligen nu publicerad i The Astrophysical Journal.

Mörk materia utgör det mesta av materian i universum, men den kan inte ses direkt. "Vi vet bara att den finns där på grund av hur den påverkar de saker vi kan se, som hur den böjer ljus från avlägsna galaxer", beskriver Baker, professor vid institutionen för fysik och astronomi vid School of Arts and Sciences vid Rutgers, State University of New Jersey och medförfattare till studien. "Den här upptäckten ger oss en sällsynt chans att studera den osynliga strukturen i detalj."

"Vi tänkte, 'Vad sjutton?'", säger Pierre Cox, en fransk astronom, forskningschef vid det franska nationella centret för vetenskaplig forskning och studiens huvudförfattare och den som först upptäckte anomalin i data från Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) radioteleskop i de franska Alperna.

Teamet studerade en avlägsen, dammfylld galax som kallas HerS-3. Med hjälp av NOEMA och Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile då såg de att ljuset från HerS-3 delades upp i fem i stället för fyra. Först trodde de att det kunde vara ett fel i insamlad data. Men den femte bilden försvann inte.

Datormodellering av gravitationslinsen av  teoretisk astrofysiker Charles Keeton vid Rutgers university och doktorand Lana Eid vid samma universitet visade att de fyra synliga förgrundsgalaxerna som orsakade gravitationens böjning inte kunde förklara detaljerna i mönstret med fem bilder. Bara genom att lägga till en stor, osynlig massa, i det här fallet en halo av mörk materia, kunde modellen matcha observationerna.

 "Vi provade alla möjliga konfigurationer med bara de synliga galaxerna, men ingen av dem fungerade", beskriver Keeton, som också är professor vid institutionen för fysik och astronomi och medförfattare till studien.  Det enda sättet att få matematiken och fysiken att stämma överens var att lägga till en halo av mörk materia. Det är det som är styrkan i datormodellering. Det hjälper till att avslöja det du inte kan se."

"Det här systemet är som ett naturligt laboratorium", beskriver Cox. "Vi kan studera både den avlägsna galaxen och den osynliga materia som böjer sitt ljus."

Eid som håller på med sin doktorsexamen var medförfattare till studien, beskriver att hennes engagemang i forskningsprojektet har varit spännande från början till slut.

Teamet har förutspått att fler egenskaper, som utströmmande gas från galaxen, skulle kunna vara synliga i framtida observationer. Om dessa förutsägelser bekräftas skulle det vara en kraftfull validering av deras modeller. 

Baker beskriver att upptäckten är avgörande för både internationellt samarbete och USA:s federala stöd till vetenskap. ALMA-teleskopet i Chile och Very Large Array (VLA) i New Mexico stöds av National Science Foundation, och rymdteleskopet Hubble stöds av NASA. Alla spelade viktiga roller i det här arbetet, beskriver Cox. 

Nu ökar Solens aktivitet

 

Bilden https://www.nasa.gov ovan av solen togs den 9 september 2025 under NASA:s Solar Dynamics Observatory. NASA/GSFC/Solar Dynamics Observatory.

Solen har blivit allt mer aktiv sedan 2008 visar en ny studie från Nasa. Solaktiviteten är känd för att fluktuera i cykler på 11 år. Men det finns även långsiktiga variationer som kan pågå i årtionden. Ett exempel är att sedan 1980-talet har mängden solaktivitet minskat stadigt fram till 2008 då solaktiviteten var den svagaste som någonsin uppmätts. Vid den tidpunkten förväntade sig forskarna att solen skulle gå in i en period av fortsatt historiskt låg aktivitet.

Men istället ökade solens aktivitet och blir sedan dess alltmer aktiv vilket beskrivs i en studie publicerad i The AstrophysicalJournal Letters 

"Alla tecken pekade på att solen skulle gå in i en långvarig fas av låg aktivitet", beskriver Jamie Jasinski vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien, huvudförfattare till den nya studien. "Så det var en överraskning att se att den trenden vände."

Solfläckar är kallare, mörkare områden på solens yta än solens övriga yta och uppstår i en koncentration av magnetfältslinjer. Områden med solfläckar är ofta förknippade med högre solaktivitet, såsom solstormar vilket är intensiva utbrott av strålning, och koronamassutkastningar bestående av är enorma bubblor av plasma som bryter ut från solens yta och kastas ut över solsystemet.

NASA-forskare försöker upptäcka dessa rymdväderhändelser eftersom de kan påverka rymdfarkoster, astronauternas säkerhet, radiokommunikation, GPS och  elnät på jorden. Rymdväderprognoser är avgörande för att stödja rymdfarkoster och astronauterna i NASA:s Artemis-kampanj, eftersom förståelse för rymdmiljön är en viktig del av att mildra astronauternas exponering för rymdstrålning.

NASA:s IMAP-uppdrag (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) och Carruthers Geocorona Observatory, liksom National Oceanic and AtmosphericAdministrations  SWFO-L1-mission (Space Weather FollowOn-Lagrange 1),

 som ska snart sändas upp (De två först nämnda är dock uppsända den 23 september 2025) kommer att tillhandahålla ny rymdväderforskning och observationsmöjligheter.

Solaktiviteten påverkar magnetfälten hos planeter i hela solsystemet. När solvinden som är en ström av laddade partiklar strömmar från solen och solaktivitet ökar expanderar och komprimerar solens inflytande magnetosfärerna, som fungerar som skyddande bubblor av planeter med magnetiska kärnor och magnetfält, vilket även ger jorden skydd mot farlig strålning. Dessa skyddande bubblor är viktiga för att skydda planeter från de plasmastrålar som strömmar ut från solen i solvinden.

De data som Jasinski och hans kollegor grävde fram för studien kom från en bred samling av NASA-uppdrag. Två primära källor var ACE (Advanced Composition Explorer) och Wind-missionspacecraft sköts upp på 1990-talet och har tillhandahållit data om solaktivitet av plasma och energirika partiklar som flödar från solen mot jorden. Ovan nämnda tillhör en flotta av NASA:sHeliophysics mission som är utformade för att studera solens inflytande på rymden, jorden och andra planeter.

Förändras mörk energi över tid?

 

Bild wikipedia (engelsk) Uppskattad uppdelning av den totala energin i universum i materia, mörk materia och mörk energi baserat på fem års WMAP-data (Content of the Universe – Pie Chart". Wilkinson Microwave Anisotropy Probe. National Aeronautics and Space Administration. Archived from the original on 18 August 2018. Retrieved 9 January 2018.).

Mörk energi är begreppet som  används för att beskriva allt som får universum att expandera i en ökande takt och som är ett av universums största mysterier. Den mest accepterade teorin för närvarande är att mörk energi är konstant och att energin i den tomma rymden är anledningen till universums ökande acceleration av expansion.

2024 väckte resultaten från Dark Energy Survey och Dark Energy Spectroscopic Instrument nya tankar inom kosmologin genom att insamlad data tydde att mörk energi kan vara på väg att utvecklas.

"Detta skulle vara vår första indikation på att mörk energi inte är den kosmologiska konstant som introducerades av Einstein för över 100 år sedan, utan ett nytt, dynamiskt fenomen", beskriver Josh Frieman, professor emeritus i astronomi och astrofysik vid University of Chicago.

I en ny artikel kombinerar Frieman och Anowar Shajib, Einstein Fellow i astronomi och astrofysik vid UChicago, insamlad data från en mängd olika sonder och finner att dynamiska modeller av utvecklande mörk energi kan förklara data bättre än den kosmologiska konstanten. 

Om så är fallet kan det finnas en oupptäckt partikel där ute som är många storleksordningar mindre än en elektron. Frieman beskriver: Vi vet nu exakt hur mycket mörk energi det finns i universum, men  har ingen fysikalisk förståelse för vad det är. Shajib beskriver: Till artikeln samlade vi in alla viktiga data från Dark Energy Survey, Dark Energy Spectroscopic Instrument (se ovan)  inklusive Sloan Digital Sky Survey, Time-Delay COSMOgraphy, Planck och Atacama Cosmology Telescope och kombinerade dem för att få den mest begränsande mätningen av mörk energi hittills.

Alla dessa data kommer från omfattande experiment, så på ett sätt representerar de den kollektiva kunskap som det kosmologiska samfundet har samlat som helhet tills i dag. Studien beskrivs här 

Zirkonkristaller avslöjar Jordens historia

 

Bild wikipedia Zirkon-kristall som hittats i Tocantins, i Brasilien (2×2 cm).

I en ny forskningsrapport från Curtin University i Australien har avslöjats en slående koppling mellan vår galax struktur och jordskorpans utveckling som visar att dess utveckling formats av meteoriter under dess färd genom Vintergatan innan de slog ner på jorden och inte enbart genom interna processer på jorden som man historiskt ansett.

I studien, som publicerats i tidskriften "Physical Review Research",(se nedan) beskrivs att kemin hos små uråldriga kristaller i jordskorpan kan ha fångat rytmen i meteoritnedslag under vårt solsystems passage genom Vintergatans vidsträckta spiralarmar.

Den som ledde studien professor Chris Kirkland, från Timescales of Mineral Systems Group inom Curtin's Frontier Institute for Geoscience Solutions i School of Earth and Planetary Sciences, beskriver att studien ger nya bevis till  att jordens uråldriga geologiska händelser är kopplat till Vintergatans storskaliga struktur.

"Små, hållbara mineraler så kallade zirkonkristaller ger ett unikt arkiv över jordens interaktion med galaxen", beskriver professor Kirkland.

– Genom att se på kemiska förändringar i zirkonkristaller och jämföra dem med kartor över gas i Vintergatan såg vi att förändringarna stämde överens med de tider då vårt solsystem passerade genom galaxens spiralarmar vilka är tätt packade med stjärnor och gas. Obs vi ska komma ihåg att vårt solsystem likt vintergatan själv är i ständig rörelse. Likt jorden kretsar runt solen kretsar solsystemet och även  hela vintergatan runt sitt centrum.

"I dessa områden kan extra gravitationskrafter ha stört isiga kometer i utkanten av vårt solsystem och knuffat  några av dem till nya  banor som fick dem att krascha på jorden.

"De resulterande nedslagen frigjorde enorm energi, smälte delar av jordens yta och producerade mer komplexa magmor, särskilt då  de interagerar med vattenrika miljöer."

Professor Kirkland säger att studiens resultat öppnar dörren till en spännande ny teori där geologi kan kopplas direkt till upptäckter inom astronomi.

"Vår forskning visar att jordens geologiska utveckling inte kan förstås isolerat från den bredare galaktiska miljön", beskriver professor Kirkland.

"Det tyder på att astrofysikaliska processer i Vintergatans skala kan ha haft en direkt inverkan på kontinenterna under våra fötter och de förhållanden som gjorde livet möjligt, vilket inleder en ny era av astrogeologisk vetenskap."

Den fullständiga forskningsrapporten, med titeln "‘From the grain to galactic scale; Milky Way neutral hydrogen and terrestrial zircon oxygen support coupling of astrophysical and geological processes over deep time’, kan läsas här  https://journals.aps.org/.