Mörk energi som gör att universum accelererar i expansion eller snart avstannar vilket lever vi i?

 

Bild https://pursuit.unimelb.edu.au  Big Bang skedde för cirka 13,8 miljarder år sedan. Diagram: NASA

Einstein formulerade sin relativitetsteori i början av 1900-talet under denna tid ansåg de flesta astronomer att universum var oföränderligt till skillnad från dagens bevisat expanderande universum.

För att förhindra gravitationskollaps och möjliggöra ett evigt statiskt universum lade Einstein till en  term (innebärande en motkraft till gravitation) till sin teori, kallad den "kosmologiska konstanten". Einstein tog senare tillbaka detta efter Edwin Hubbles upptäckt att universum expanderade 1929. 

Tre decennier efter hans död upptäckte astronomer som såg på supernovor att universums expansion accelererade. Den enklaste förklaringen till denna acceleration var att återuppliva Einsteins kosmologiska konstant som en repellerande kraft (innebärande en kraft som motverkar gravitation).

Fram till nyligen kunde våra observationer av universum helt och hållet förklaras av en kosmologisk konstant.

Om de nuvarande antydningarna om att denna acceleration består i att mörk energi försvagas stöds av ytterligare forskning kommer det att innebära att vi måste gå bortom den kosmologiska konstanten, vare sig det är en förändring av den allmänna relativitetsteorin eller för att inkludera tidsutvecklande mörk energi. Men där är vi inte än.

 DESI-samarbetet planerar ett uppgraderat instrument DESI-2 efter den nuvarande kartläggningen och vill så småningom bygga ett mycket mer ambitiöst spektroskopiexperiment, Spec-S5. 

Vi kan se fram emot att en uppgraderad mottagare kommer att installeras på South Pole Telescope på Antarktis år 2028, liksom framtida resultat från Simons-observatoriet i Chile (som börjar med kartläggningsobservationer i slutet av 2025) och på 2030-talet av CMB-S4-experimentet på sydpolen.

 Någon gång längs detta sökande kommer man förhoppningsvis att ha tillräckligt med bevis för att definitivt säga om den accelererande expansionen av universum verkligen håller på att tappa fart eller fortsätter accelerera.

Teamet för studien inkluderade 97 forskare från 34 internationella institutioner. South Pole Telescope stöds av National Science Foundation och forskare vid University of Melbourne av Australian Research Council

Studieresultatet är tillgängligt här.

Här kolliderar galaxhopar

 

Bild https://webbtelescope.org  centrala delen av Bullet Cluster, som består av två massiva galaxhopar. Det stora antalet galaxer och förgrundsstjärnor i bilden fångades av NASA:s James Webb Space Telescope i kortvågigt infrarött ljus medan glödande heta röntgenstrålar som ses har  fångats av NASA:s Chandra X-ray Observatory och visas i rosa.

 Den blå färgen representerar den mörka materian som forskarna just kartlagt med hjälp av Webbteleskopets detaljerade avbildning. Normalt kombineras gas, stoft, stjärnor och mörk materia till galaxer även när de är bundna av gravitation till större grupper (galaxhopar). Hopen är ovanlig på så vis att gasen och den mörka materian inom hopen är separerade vilket ger ytterligare bevis och stöd för mörk materia.

Sammantaget förfinar forskarnas nya mätningar avsevärt det vi vet om hur massa sprids i galaxhopar. Galaxhopen till vänster har ett asymmetriskt, långsträckt område av massa längs den vänstra kanten av det blå området, vilket pekar på tidigare sammanslagningar i hopen av galaxer.

Mörk materia avger, reflekterar eller absorberar inte ljus och forskarnas resultat tyder på att mörk materia inte visar några tecken på betydande självinteraktion. Om mörk materia verkligen växelverkade av sig själv i Webbs observationer skulle teamet se en förskjutning mellan galaxerna beroende av deras respektive mörka materia.

– När galaxhoparna kolliderade drogs gasen utåt och lämnades kvar, vilket röntgenstrålningen bekräftar, beskriver Kyle Finner, medförfattare och biträdande forskare vid IPAC vid Caltech i Pasadena, Kalifornien. Webbs observationer visar att mörk materia fortfarande ligger i linje med galaxerna.

Även om tidigare mätningar med andra teleskop också identifierade osynlig massa utöver massan i galaxerna, var det fortfarande möjligt att den mörka materian kunde växelverka med sig själv i någon grad. Dessa nya observationer sätter starkare gränser för beteendet hos partiklar av mörk materia. De märkliga nya klumparna och den långsträckta massan som forskarlaget identifierade kan betyda att galaxhopen bildades av mer än en kollision mellan galaxhopar miljarder år tillbaka.

Den större galaxhopen, som ses till vänster kan ha drabbats av en mindre kollision innan den rammade genom galaxhopen som ses till höger. Samma större kluster kan också ha upplevt en våldsam interaktion efteråt vilket orsakat en ytterligare omskakning av dess innehåll. "Ett mer komplicerat scenario skulle leda till en enorm asymmetrisk förlängning som vi ser till vänster", beskriver James Jee, medförfattare, professor vid Yonsei University och forskningsassistent vid UC Davis i Kalifornien.

Galaxklustret är enormt, även i jämförelse med kluster i rymden. Webbs NIRCam täckte en betydande del av det enorma området med sina bilder, men inte allt. Webbs första bilder gör det möjligt  att extrapolera hur tung hela "komplexet" är, men vi kommer att behöva framtida observationer av komplexets hela "area" för exakta mätningar.

Inom en snar framtid kommer forskarna också att ha omfattande bilder i kortvågigt infrarött ljus från NASA:s romerska rymdteleskop Nancy Grace, som ska lanseras i maj 2027. "Med Roman kommer vi att ha fullständiga uppskattningar av massan av hela galaxhopen, vilket  gör det möjligt för oss att återskapa den faktiska kollisionen på datorer", beskriver Finner.

Stjärnhopen finns i stjärnbilden Kölen ( eng.Carina) , 3,8 miljarder ljusår från jorden. 

"Med Webbs observationer mätte vi noggrant massan hos Bullet Cluster med den största linsdatamängden hittills, från galaxhopens kärnor hela vägen ut till deras utkanter", säger Sangjun Cha, huvudförfattare och doktorand vid Yonsei University i Seoul, Sydkorea. till artikeln som publicerades i  The Astrophysical Journal Letters. 

Exoplaneter som Jorden är vanliga runt stjärnor med liten massa.

 

Bild https://www.flickr.com/ NASA:s Webbteleskops första och djupaste infraröda bild av universum.

Spektrografsystemet CARMENES vid Calar Alto-observatoriet nära Almería (Spanien) utvecklades och byggdes vid Königstuhl-observatoriet vid Heidelbergs universitet.

CARMENES hjälper astronomer i sökandet efter exoplaneter som kretsar kring så kallade M-dvärgar. Dessa stjärnor har en massa som är mindre än en tiondel och upp till hälften av solens massa. M-dvärgar är de vanligaste stjärnorna i vår galax. De uppvisar små periodiska rörelser orsakade av gravitationskraften från planeter i omloppsbana runt dem vilket hjälper astronomer att finna tidigare oupptäckta planeter.

För den aktuella studien publicerad 25 april i Astronomy & Astrophysics  valde forskarna ut 15 stjärnor i en katalog med 2200 M-dvärgar från CARMENES-programmet och analyserade deras radialhastighetsdata. Hastigheten hos en stjärna kan mätas exakt genom att registrera ett högupplöst spektrum och analysera spektrallinjerna. Forskarna upptäckte fyra nya planeter baserat på dessa data. Den största har en massa som är 14 gånger större än jordens och kretsar runt sin värdstjärna med ett varv på cirka 3,3 år. De andra planeterna har mellan 1,03 och 1,52 jordmassor och omloppstider från 1,43 till 5,45 dagar.

Statistiska analyser visar att stjärnor med mindre än 0,16 solmassor mot vår sol i genomsnitt har ungefär två planeter med mindre massa än jordens. "Det är ganska anmärkningsvärt hur ofta små planeter förekommer runt stjärnor med mycket låg massa", beskriver Dr Adrian Kaminski, som ledde studien vid Königstuhl-observatoriet, som är en del av Centrum för astronomi vid Heidelbergs universitet. Större planeter, å andra sidan, är mer sällsynta.

"Detta tyder på att stjärnor med låg massa tenderar att bilda mindre planeter i nära omloppsbanor", beskriver Heidelberg-astronomen.

M-dvärgar är mycket vanliga och sänder ut sin energi konstant i rymden under miljarder år och skulle kunna utgöra stabila miljöer för livets utveckling, beskriver Kaminski experten på sökandet efter exoplaneter. Upptäckten ger ledtrådar till var sökandet efter  planeter som kan ha liv kan vara mest lovande.

Forskning om Skivgalaxers historia

 

Bild https://webbtelescope.org/ Skivgalaxer (typ av galax som kännetecknas av en platt, skivformad struktur av stjärnor som roterar runt en central kärna) innehåller ofta en tjock, stjärnfylld yttre skiva och en inbäddad tunn skiva bestående av stjärnor. Tre stora teoretiska scenarier har föreslagits av astronomer för att förklara hur denna struktur med dubbla skivor uppstår. Med hjälp av arkivdata från James Webb Space Telescope har ett team av astronomer nu kommit närmare förståelsen av skivgalaxernas ursprung och hur kraftiga och tunna stjärnbildningar kommer till. 

Forskarlaget identifierade, visuellt verifierade galaxer och analyserade ett statistiskt urval av mer än 100 galaxer i kanten av skivan av ljus från olika tidpunkter upp till 11 miljarder år (eller ungefär 2,8 miljarder år efter big bang). Resultaten av deras analyser tyder på att galaxer först bildar en tjock skiva av stjärnor, följt av en tunn skiva stjärnor. Tidpunkten för denna process beror på galaxens massa: galaxer med stor massa och skiva övergick till strukturer med två skivor för cirka 8 miljarder år sedan, medan galaxer med låg massa och en skiva bildade sina tunna skivor för cirka 4 miljarder år sedan. Bild NASA, ESA, CSA, STScI, Takafumi Tsukui (ANU)

"Denna unika mätning av tjockleken på skivorna undersöktes rödförskjutning (Indikerade gamla stjärnor), eller ibland i det tidiga universum (låg rödförskjutning). Det var ett riktmärke för teoretiska studier som bara är möjligt med Webbteleskopet", beskriver Takafumi Tsukui, huvudförfattare till en artikeln om studien i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Societ med forskare vid Australian National University i Canberra.

 – Vanligtvis är de äldre, kraftiga skivstjärnorna ljussvaga och de unga, tunna skivstjärnorna överglänser hela galaxen. Men med Webbs upplösning och unika förmåga att se genom stoft och framhäva ljussvaga gamla stjärnor kan vi identifiera galaxernas struktur med två skivor och mäta deras tjocklek separat beskriver Tsukui.

Exoplanet TWA 7 b är den lättaste Saturnusliknande planet som hittats

 

Bild wikipedia VLT (Very large Telscope)- och MIRI-observationer av skivan och planetkandidaten runt CE Antliae (TWA 2)

Astronomer har med hjälp av NASA:s James Webb Space Telescope fångat övertygande bevis av en planet med en massa liknande Saturnus som kretsar kring den unga närliggande stjärnan TWA 7. Om det bekräftas genom vidare undersökning skulle detta representera Webbs första direkta upptäckt av den lättaste planeten som någonsin setts med denna teknik utanför vårt solsystem.

Det internationella forskarlaget upptäckte den som en svag infraröd källa i skivan av skräp som omger TWA 7 med hjälp av Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument). Avståndet mellan källan (planeten) och TWA 7 uppskattas till ungefär 50 gånger jordens avstånd från solen. Resultatet publicerades onsdagen den 25 juni 2025 i tidskriften Natur. 

Exoplaneten är belägen i ett gap i en av tre stoftringar som upptäckts runt TWA 7 genom tidigare markbaserade observationer. Objektets ljusstyrka, färg, avstånd från stjärnan och position i ringen stämmer överens med teoretiska förutsägelser för en ung, kall planet med lik Saturnus som förväntats kunna finnas i den omgivande fragmentskivan.

– Våra observationer avslöjar en stark kandidat för en planet som formats  av strukturen hos gas o stoft runt TWA 7 och dess position är exakt där vi förväntade oss att finna en planet med denna massa, beskriver Anne-Marie Lagrange, CNRS-forskare vid Observatoire de Paris-PSL och Université Grenoble Alpes i Frankrike som var huvudförfattare till artikeln i Nature.

– Det här observatoriet gör det möjligt för oss att ta bilder av planeter med massor som liknar dem i vårt solsystem vilket representerar ett spännande steg framåt i vår förståelse av planetsystem, inklusive vårt eget, beskriver medförfattare Mathilde Malin vid Johns Hopkins University och Space Telescope Science Institute i Baltimore.

Fragmentskivor fyllda med stoft och sten finns runt både unga och äldre stjärnor, även om de är lättare att upptäcka runt yngre stjärnor eftersom de är ljusstarkare. De har ofta synliga ringar eller luckor, som tros ha skapats av planeter som har bildats runt stjärnan, men en sådan planet har ännu inte upptäckts direkt inuti en fragmentskiva. Om upptäckten verifieras skulle det vara första gången som en planet har varit direkt förknippad med att skulptera en fragmentskiva, och skulle kunna ge den första observationsantydan om en "trojansk skiva" innebärande en samling stoft som fångats i planetens omloppsbana.

TWA 7, även känd som CE Antilae, är en ung (cirka 6,4 miljoner år gammal) röd dvärgstjärna som ligger cirka 34 ljusår bort från oss i stjärnbilden Luftpumpen på södra stjärnhimlen.

Dess skiva är nästan vänd helt mot Webbs högkänsliga mellaninfraröda observationsfält och gör den till ett idealiskt mål att utforska.

Upptäckten visar Webbs förmåga att utforska tidigare osedda planeter med låg massa runt närliggande stjärnor. Pågående och framtida observationer kommer att syfta till att bättre begränsa den Saturnusliknande planetens egenskaper, verifiera dess plats, existens och fördjupa förståelsen av planetbildning och skivutveckling i unga system.

Arbetet med att hitta byggmetoder på Mars pågår för fullt

 

Bild: https://engineering.tamu.edu Kaitlyn Johnson/Texas A&M Engineering

Jin är biträdande professor i programmet för tillverknings- och maskinteknik vid Institutionen för ingenjörsteknik och industriell distribution vid Texas A&M University. Hennes forskarkollegor är från University of Nebraska-Lincoln är Dr. Richard Wilson, Nisha Rokaya och Erin Carr. 

Dessa har tillsammans arbetat i åratal med försök med biotillverkning av konstruktioner bestående av levande material och har utvecklat ett syntetiskt lavsystem som kan bilda byggmaterial utan inblandning utifrån. Deras senaste studie, finansierad av NASA:s Innovative Advanced Concepts-program och nyligen publicerad i Journal ofManufacturing Science and Engineering, beskrivs tillämpning i forskning på  autonoma konstruktioner  till strukturer på Mars, med hjälp av planetens regolit (jord) som innehåller damm, sand och sten.

 – Vi kan bygga ett syntetiskt samhälle genom att efterlikna naturliga lavar, förklarar Jin. – Vi har utvecklat ett sätt att bygga dessa syntetiska lavar för att skapa biomaterial som limmar fast marsianska regolitpartiklar till strukturer. Sedan, genom 3D-utskrift, kan ett brett spektrum av strukturer tillverkas, såsom byggnader, hus och möbler.

Även om mikrobkonstruerad självodlingsteknik är mycket lovande är de nuvarande metoderna inte helt autonoma eftersom de mikrober som används är begränsade till en enda art eller stam vilket innebär att deras överlevnadsförmåga kräver en kontinuerlig tillförsel av näringsämnen vilket innebär att extern tillförsel av detta behövs. Bristen på arbetskraft på Mars är  också utmanande.

För att lösa detta problem har Jins team därför utvecklat en helt autonom självodlande teknik genom att designa ett syntetiskt samhälle som utnyttjar fördelarna av flera arter. Detta system eliminerar behovet av extern tillförsel av näringsämnen. Designen använder heterotrofa filamentösa svampar som producenter av bindematerial eftersom de kan främja stora mängder biomineraler och överleva tuffa förhållanden mycket bättre än heterotrofa bakterier. Dessa svampar paras ihop med fotoautotrofa diazotrofa cyanobakterier för att skapa det syntetiska lavsystemet.

Hur fungerar det? Jo, de diazotrofa cyanobakterierna fixerar koldioxid och dikväve från atmosfären och omvandlar dem till syre och organiska näringsämnen för att hjälpa överlevnad och tillväxt av filamentösa svampar och öka koncentrationen av karbonatjoner genom fotosyntetiska aktiviteter. De filamentösa svamparna binder metalljoner på svampens cellväggar och fungerar som kärnbildningsplatser för biomineralproduktion, samt förbättrar tillväxten av cyanobakterier genom att förse dem med vatten, mineraler och koldioxid. Båda komponenterna utsöndrar biopolymerer som förbättrar vidhäftningen och sammanhållningen mellan Mars regolit och utfällda partiklar för att skapa en konsoliderad kropp.

Systemet växer med hjälp av endast marsiansk regolitsimulator, luft, ljus och ett oorganiskt flytande medium. Med andra ord behövs ingen arbetskraft. Nästa steg i projektet, som redan är igång, är att skapa regolitbläck för att skriva ut biostrukturer med hjälp av 3D-utskriftstekniken för direkt bläckskrivning.

En äldre upplaga av vår sol visar upp en trolig framtid för vår sol

 

Bild https://divulgacao.iastro.pt/en av solen, observerad i ultraviolett ljus av SDO-rymdteleskopet (NASA), i oktober 2014, som visar flera koronala bågar.

Ett internationellt team under ledning från  Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA2) har forskaren Ângela Santos gjort den första mätningen av magnetfältet hos β Hydri, en närliggande åldrad sollik stjärna. Resultaten publicerades i Astronomy & Astrophysics3, och här avslöjades en oväntat stark magnetisk bromsning, som stöder idén om en "pånyttfödd dynamo" i äldre stjärnor. 

Ângela Santos (IA & Dep. of Physics and Astronomy of the Science Faculty of the University of Porto – DFA–FCUP), huvudförfattare till artikeln ovan, beskriver: "Under de senaste åren har vi upptäckt att utvecklingen av stjärnors magnetiska aktivitet är betydligt mer komplex än man tidigare ansett. Att studera solliknande stjärnor, som β Hydri, särskilt vid olika evolutionära stadier är nyckeln till att bygga en heltäckande bild av hur stjärnor och deras system åldras.

β Hydri (en gul till vit underjättestjärna av spektralklass G2 IV ) är en av de ljusaste stjärnorna som är synliga för blotta ögat på den södra stjärnhimlen och en av de mest studerade stjärnorna vid sidan av solen. Den är något mer massiv än vår sol och har kommit längre i sin livscykel och har länge använts som en modell för att förstå solens  utveckling i framtiden.

Trots sin ålder (6-7,5 miljarder år) visar β Hydri vilken finns 24 ljusår bort i stjärnbilden Lilla vattenormen, tecken på en magnetisk aktivitetscykel som liknar solens. En oväntad egenskap för en stjärna vid denna tidpunkt i dess åldrande. Forskarlaget samlade in Spektroskopiska data av hög precision med hjälp av instrumentet HARPSpol vid Europeiska sydobservatoriets (ESO) 3,6-metersteleskop i La Silla i Chile. 

Dessa observationer gjorde det för första gången möjligt att göra en direkt uppskattning av magnetfältet på stjärnans yta. Upptäckten ger stöd åt det framväxande scenariot med "pånyttfödd dynamo", där stjärnor efter en lugnare magnetisk fas som är typisk för medelålders stjärnor  kan uppleva en återaktivering av magnetisk aktivitet när deras yttre lager expanderar.

– Den här typen av beteende utmanar vår konventionella förståelse av stjärnors magnetiska utveckling och gör β Hydri till ett riktmärke för att testa och förfina modeller för magnetisk bromsning och dynamoutveckling i gamla solliknande stjärnor, beskriver Tiago Campante, ledare för Stellar Astrophysics Research Group vid IA och professor vid DFA-FCUP. Som solens äldsta kända tvilling ger β Hydri en glimt av den magnetiska framtiden för vår egen stjärna (solen) och kanske en trolig berättelse för alla planeter som kretsar kring sådana "åldrade" solar.

  Forskarteamet bestod av: A. R. G. Santos, T. S. Metcalfe, O. Kochukhov, T. R. Ayres, R. Gafeira och T. L. Campante.