Det massivaste svarta hål som någonsin upptäckts.

 

Bild https://www.ras.ac.uk/ Den kosmiska hästskons gravitationslins. Det nyupptäckta ultramassiva svarta hålet ligger i mitten av den orange galaxen. Långt bakom den finns en blå galax som håller på att förvridas till en hästskoformad ring på grund av förvrängningar i rumtiden som skapas av den enorma massan i den orangea förgrundsgalaxen. NASA/ESA Licence type Attribution (CC BY 4.0)

Astronomer har upptäckt det tyngsta svarta hål som kanske finns. Det finns i  Horseshoe smeknamnet på ett gravitationslinssystem bestående av två galaxer i stjärnbilden Lejonet. 

Detta svarta hål ligger nära den teoretiskt övre gränsen för vad som är möjligt i i storlek av ett svart hål. Det är 10 000 gånger tyngre än det svarta hålet i mitten av Vintergatan.

Det finns i en av de tyngsta galaxer som någonsin observerats Cosmic Horseshoe så stor massiv galax att den förvränger rumtiden och förvränger det passerande ljuset från en bakgrundsgalax till en gigantisk hästskoformad Einsteinring. 

Det ultramassiva svarta hålet är så enormt stort att det motsvarar 36 miljarder solmassor, enligt beskrivningen i en ny artikel som publicerats nyligen i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Forskare upptäckte det svarta hålet Cosmic Horseshoe med hjälp av en kombination av gravitationslinsning och stjärnkinematik (studiet av stjärnors rörelse inuti galaxer och hastigheten och sättet de rör sig runt svarta hål). Att lägga till gravitationslinser hjälpte teamet att "se mycket längre ut i universum", beskriver professor Thomas Collett vid University of Portsmouth.

– Vi upptäckte effekten av det svarta hålet på två sätt.  Det förändrar ljusets väg då det färdas förbi det svarta hålet och det får stjärnorna i de inre delarna av värdgalaxen att röra sig extremt snabbt (nästan 400 km/s).

Genom att kombinera dessa två mätningar kan vi vara helt säkra på att det svarta hålet är verkligt beskriver Collet.

Den ledande forskaren, doktoranden Carlos Melo, vid Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) i Brasilien, tillägger: "Den här upptäckten gjordes av ett 'vilande' svart hål. I betydelsen ett som inte aktivt samlar på sig material vid tidpunkten för observationen.

Nu har den 13 åriga marsbilen Curiosity fått nya förmågor.

 

Bild https://www.nasa.go NASA:s Curiosity har undersökt sten formad som en bit korall den 24 juli 2025 vilket var den 4 608:e marsdagen av uppdraget. Rovern har hittat mycket sten som den här vilka bildades av mineraler som avsatts av uråldriga avstannade vattenflöden i kombination med miljarder år av sandblästring av vind. NASA/JPL-Caltech/MSSS

Tretton år efter att Curiosity landade på Mars utvecklar nu ingenjörer nya sätt att använda rovern. Den kan numera göra flera saker samtidigt. Möjliggjort genom förbättringar av mjukvaran i syfte att få ut det mesta av Curiositys energikälla, en termoelektrisk generator bestående av  radioisotoper. Uppdraget är att undersöka spår efter det forntida klimatet på Mars. En tid då planeten hade sjöar och floder fram till den kyliga öken den består av idag.

Härdade åsar på Mars tros ha skapats av underjordiska  vattenflöden  för miljarder år sedan. Formationerna, som sträcker sig flera kilometer på Mount Sharp, ett 5 kilometer högt berg och som kan avslöja om mikrobiellt liv kan finnas kvar. Överlevt under Mars yta för eoner sedan vilket förlängde perioden av liv längre in i den tid då planeten torkade ut (bild ovan).

Förutom att köra och sträcka ut sin robotarm för att studera stenar och klippor har Curiosity radio, kameror och 10 vetenskapliga instrument som alla behöver el. Rovern behöver även värmekälla som håller elektronik, mekaniska delar och instrument igång på effektivaste vis.

Tidigare uppdrag av Spirit och Opportunity rovers och InSight-landaren förlitade sig på solpaneler för att ladda sina batterier. Men den tekniken riskerar alltid att inte få tillräckligt med solljus för att ge el.

Curiosity och dess yngre syskon Perseverance använder istället sin  MMRTG-kärnkraftskälla, sönderfallande plutoniumpellets för att skapa energi till att ladda roverns batterier. MMRTG (multi-mission radioisotope thermoelectric generator) ger gott om kraft till roverns många vetenskapliga instrument . Men eftersom plutoniumet sönderfaller med tiden tar det längre tid efterhand att ladda Curiositys batterier, vilket ger mindre energi till arbete för varje dag.

Reidar Larsen vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien, som byggde och driver rovern. Beskriver "I allmänhet skickar JPL:s ingenjörer en lista med uppgifter till Curiosity som ska slutföras en efter en innan rovern avslutar sin dag med  avstängning för att ladda batterierna.

Till exempel skickar Curiositys radio regelbundet data och bilder till en förbipasserande rymdsond som sedan vidarebefordrar insamlad data och bilder till jorden. Att konsolidera uppgifter kan förkorta varje dags plan vilket kräver mindre tid med värmare på och instrument i ett aktivt tillstånd och minskar den energi som behövs. Tester visar att Curiosity kan göra det på ett säkert sätt.

Ett annat knep är att låta Curiosity stänga av sig automatiskt då den avslutar sina uppgifter tidigt en marsdag. Ingenjörer gör alltid sina uppskattningar av hur lång tid en dags aktivitet kan ta.

Genom att låta rovern ta hand om när den ska stängas av behövs det mindre laddningstid för nästa dags plan.

Flera mekaniska problem krävde en omarbetning av hur robotarmens stenpulveriserande borr samlar in prover och körfunktioner kunde förbättras med programvaruuppdateringar. När ett färgfilterhjul slutade slå på en av de två kamerorna som var monterade på Mastcam, Curiositys svängbara "huvud", utvecklade teamet en lösning som gjorde det möjligt för dtta att fånga vackra panoramabilder.

JPL har också utvecklat en algoritm för att minska slitaget på Curiositys stenhårda hjul. Och även om ingenjörerna noga övervakar eventuella nya skador är de inte oroliga. Efter 35 kilometer och omfattande arbete är det tydligt att hjulen trots en del punkteringar har flera års ytterligare slaglängd i sig. Och i värsta fall skulle Curiosity kunna ta bort den skadade delen av hjulets "slitbana" och ändå köra på den återstående delen.

Stora fria planeter bortom solsystem kan bilda egna planetsystem

 

Bild https://news.st-andrews.ac.uk/ AI-genererad bild av ett ungt fritt svävande objekt med planetmassa omgivet av en dammig skiva

Ny forskning har publicerats vid University of St Andrews som beskriver att stora fritt flytande planeter utanför stjärnor därute har potential att bilda egna miniatyrplanetsystem.

Studien baserades på insamlad data från James Webb Space Telescope  för att se på unga isolerade objekt med massor som är 5-10 gånger större än Jupiter och som flyter därute oberoende av en sol. Dessa objekt är jämförbara med jätteplaneter i sina egenskaper, men till skillnad från jätteplaneter ligger de inte i omloppsbana runt en stjärna. Istället svävar de fritt i rymden.

Fritt flytande planeter är svåra att hitta och observera då de är mycket ljussvaga och strålar mestadels i infrarött ljus. Till skillnad från stjärnor ackumulerar de inte tillräckligt med massa för att starta några fusionsreaktioner i sina kärnor. I teorin är det också möjligt att några av dem bildats på ett sätt som är jämförbart med planeter som bildats i en protoplanetär skiva runt en stjärna och senare kastas ut därifrån. Det låter troligt enligt mig att flertalet fria planeter kanske alla bildats så.

 Forskare från School of Physics and Astronomy tillsammans med medförfattare från USA, Italien, Irland, England och Portugal, observerade 8 objekt av detta slag alla mycket unga för att lära sig mer om dem.  De använde två instrument ombord på James Webb Space Telescope som är utrustat med extremt känsliga infraröda instrument. Detaljerade spektroskopiska observationer av dessa objekt med spektral täckning och känslighet gjordes. Undersökningen gjordes mellan  augusti-oktober 2024.

Objekten har massor som är ungefär lika med Jupiter. Sex av dem har överskott av strålning i infrarött ljus orsakat av varmt damm i sin närhet. Detta är det karakteristiska tecknet på att det finns protoplanetära skivor omkring dem, platser där planetbildning kan ske.

Observationerna visar också emissioner från silikatkorn i skivorna, med tydliga tecken på stofttillväxt och kristallisering. Detta är de typiskt första stegen i bildandet av stenplaneter. Silikatemission har hittats i stjärnor och bruna dvärgar tidigare, men detta är den första upptäckten i en protoplanetär skiva omkring en planet

– Sammantaget visar dessa studier att objekt med massor som är jämförbara med jätteplaneters har potential att bilda sina egna miniatyrplanetsystem. Dessa system kan vara som solsystem men i mindre skala och utan en sol. Huruvida sådana system faktiskt existerar färdigutvecklade återstår att se.

– Upptäckterna visar att byggstenarna för att bilda planeter kan hittas även runt objekt som knappt är större än Jupiter och som driver ensamma i rymden. Det betyder att bildandet av planetsystem inte är exklusivt för stjärnor, utan också kan fungera runt ensamma stjärnlösa världar. Nu ska det bara bevisas eller förfalskas om teorin stämmer att planeter bildas här..

Att använda stjärnljus för att mäta växthusgaser

 

Bild https://warwick.ac.uk/  Bild av EM27SUN instrument som observerar solen: Calar Alto astronomiska observatoriu(CAHA

Astronomer vid University of Warwick i samarbete med institutioner i Spanien visar hur astronomiverktyg som vanligtvis används för att studera stjärnor kan återanvändas som klimatsensorer vilket hjälper till att spåra hur jordens atmosfär förändras av den globala uppvärmningen.

På sin färd till jorden kan stjärnljus förändras när det interagerar med partiklar i områden som innehåller gas och stoft. Denna effekt är särskilt märkbar när ljus passerar genom vår atmosfär eftersom atmosfären introducerar linjer  i ljusmönstren som  från stjärnor i form av stjärnspektra.

Dessa linjer, kända som tellurlinjer är ett problem för astronomer, som försöker "rensa dem från oväsentlig data" sina observationer genom att ta bort de oönskade egenskaperna. Med hjälp av en en ny algoritm som kallas Astroclimes, utvecklad vid University of Warwick syftar till att utnyttja absorptionslinjerna som lämnas av molekyler i jordens atmosfär i stjärnspektra för att mäta mängden växthusgaser (GHG) på natten. såsom koldioxid (CO₂), metan (CH₄) och vattenånga (H₂O).

Marcelo Aron Fetzner Keniger, doktorand vid forskargruppen för astronomi och astrofysik vid Warwick och utvecklare av algoritmen Astroclimes, beskriver: "Att övervaka mängden växthusgaser är nödvändigt för att kvantifiera deras inverkan på den globala uppvärmningen och klimatförändringarna. Att använda tellurlinjer för att mäta förekomsten av växthusgaser i jordens atmosfär har använts i stor utsträckning med hjälp av solspektra, till exempel av COllaborative Carbon Column Observing Network (COCCON).

Men eftersom de är beroende av solspektra kan dessa mätningar bara utföras under dagen, så Astroclimes kan förhoppningsvis fylla luckan med mätningar nattetid. Spektra dagtid mättes med hjälp av en bärbar FTIR-spektrometer (EM27/SUN) från COCCON-Spaniens nätverk, tillfälligt installerad vid Calar Alto-observatoriet. Under natten analyserades stjärnljuset med hjälp av algoritmen Astroclimes som bygger på data från spektrografen CARMENES på observatoriets 3,5 m-teleskop. COCON-instrumentet kan härleda atmosfäriska koncentrationer av växthusgaser som är kalibrerade och i nivå med bestämd standard och används för att kalibrera de förekomster som uppmätts med Astroclimes-algoritmen.

Marcelo Aron lade till: – Om vi lyckas kalibrera astroklimat med hjälp av COCON-mätningar kan det ge ett nytt nätverk för att mäta växthusgaser, vilket kompletterar nuvarande nätverk med mätningar nattetid.

Observationerna under dagen som gjordes av EM27/SUN på cirka 2 100 meters höjd kompletterades med ett andra instrument på havsnivå vid universitetet i Almería (UAL). Joaquín Alonso Montesinos, universitetsprofessor och representant för UAL i COCCON-Spanien-projektet, beskriver: "Vi är tacksamma för att AEMET har räknat med oss i ett så viktigt projekt, som vi tror kommer att bli ett riktmärke i energiomställningen."

"Det nationella nätverket COCCON-Spain syftar till att ta itu med den latenta bristen på atmosfäriska växthusgasobservationer i Spanien genom att implementera ett nätverk av stationer för mätningar på nationell skala. Ett av huvudmålen för COCCON-Spanien-nätverket är att förbättra den nuvarande kunskapen om källor och sänkor för växthusgaser och på så sätt bidra till utvecklingen av strategier för begränsning av och anpassning till klimatförändringarna. betonar Omaira García-Rodríguez (AEMET-CIAI), samordnare för nätverket.

Jesús Aceituno, chef för observatoriet i Warwick sammanfattar: "Calar Alto, med sin solcellsanläggning och biomassapanna, siktar på att uppnå energihållbarhet. Dessa upptäckter av växthusgaser som gjorts med CARMENES visar att ett astronomiskt observatorium också kan användas för att övervaka vår planets klimat.

Bortom ett svart håls skugga

 

Bild https://tacc.utexas.edu/ Superdatorsimuleringar hjälper forskare att få förståelse av miljön bortom ett svart håls "skugga", materia precis utanför dess händelsehorisont. Ovan är en ögonblicksbild av strålningssimuleringar av det svarta hålet M87. Källa: DOI: 10.1093/mnras/staf200

De första bilderna av svarta hål togs 2019. Bilderna visade ett glödande munkformat objekt i centrum av galaxen Messier 87 (M87 – 55 miljoner ljusår från jorden). Superdatorsimuleringar hjälper nu forskare att få  mer förståelse av miljön bortom ett svart håls "skugga", materia precis utanför dess händelsehorisont.

"Ända sedan vi tog den första bilden av det svarta hålet har det pågått mycket arbete med att försöka förstå miljön runt det svarta hålet", beskriver Andrew Chael, forskare vid Princeton University och medlem av Princeton Gravity Initiative. Event Horizon Telescope Collaboration (EHT),  kopplar samman teleskop från hela världen för att bilda ett megateleskop som är ungefär lika stort som jorden. EHT använder en teknik som kallas Very Long Baseline Interferometry, en typ av astronomisk interferometri som används inom radioastronomi och som jämför teleskopsignaler för att sy ihop dessas bilder som löst upp det svarta hålet M87.

I bilden av det svarta hålet visas ljus från heta elektroner som kretsar runt omgivande magnetfältslinjer som ger synkrotronstrålning. 

"Vi vill förstå karaktären hos partiklarna i plasma som det svarta hålet slukar och detaljerna i magnetfälten blandade med plasmat som i M87 avfyrar enorma, ljusstarka jetstrålar av subatomära partiklar", beskriver Chael. Dennes forskargrupp är en av dem som använder avancerade simuleringar för att modellera det dynamiska samspelet mellan högenergirik plasma, kraftfulla magnetfält och den överväldigande gravitationen nära svarta hål. Dessa krafter verkar inte isolerat  de interagerar på komplexa, återkopplingsdrivna sätt som gör det möjligt för svarta hål att konsumera omgivande materia, skicka iväg jetstrålar över stora avstånd och avge en glödande strålning som fångas upp av Event Horizon Telescope. Chaels senaste framsteg inom  simuleringsteknik beskrivs i hans studie  som publicerades i februari 2025 i Monthly Notices of the Astronomical Society.

Simuleringar som visar de elektriskt laddade partiklarna av protoner och elektroner i plasmat som omger det svarta hålet som ses som en vätska. Högupplösta simuleringar avslöjade att även om det svarta hålets skugga förblir anmärkningsvärt konsekvent i storlek och allmän struktur  år från år är den långt ifrån statisk. Dessutom skiftar den ljusaste punkten på ringen över tid, drivet av turbulent blandning och dynamiska flöden av plasma nära händelsehorisonten. 

När olika områden av gas värms upp eller kyls ner på grund av dessa kaotiska processer, utvecklas det svarta hålets utseende subtilt men mätbart.

Detaljer i den komplexa planetariska nebulosan NGC 6072

 

Bild https://webbtelescope.org/ James Webb Space Telescopes bild av den planetariska nebulosan (planetarisk nebulosa är ett astronomiskt objekt som består av materia som små och medeltunga stjärnor i slutfasen av sitt liv stöter ut.) NGC 6072 (ca 3100 ljusår från oss i skorpionens stjärnbild) Bilden ses i kortvågigt infrarött ljus

Astronomer använder Webbteleskopet till att studera planetariska nebulosor för att lära sig mer om stjärnornas hela livscykel och hur de påverkar sin omgivande miljö. Webbteleskopets senaste titt på den planetariska nebulosan NGC 6072 i kort- och mellaninfrarött ljus visar en mycket kaosartad scen som liknar stänkt färg. Det ovanliga, asymmetriska utseendet tyder dock på att mer komplicerade mekanismer sker. Ex ses en stjärna i centrum som närmar sig de allra sista stadierna av sin existens och kastar ut skal av materia och förlorar upp till 80 procent av sin massa. 

Om man först ser på bilden från Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera) är det uppenbart att denna nebulosa är multipolär. Det innebär att det finns flera olika elliptiska utflöden som sprutar ut i två riktningar från mitten. Ett från klockan 11 till 5, ett annat från klockan 1 till 7 och eventuellt ett tredje från klockan 12 till 6. Utflödena antas komprimera material i utflödena vilket resulterar i en skiva som ses vinkelrätt mot den.

Astronomer anser att detta visar att det troligen finns minst två stjärnor i centrum av bilden. En närliggande stjärna som växelverkar med en åldrande stjärna som redan har börjat göra sig av med några av sina yttre lager av gas och stoft.

Den centrala delen av den planetariska nebulosan lyser från den heta stjärnkärnan, som ses som en ljusblå nyans i kortvågigt infrarött ljus. Det mörkorange materialet består av gas och damm och följer fickor (öppna områden) som ses mörkblå ut. Detta kunde skapas när täta molekylmoln bildades samtidigt som de skyddades från het strålning från den centrala stjärnan. Det kan också finnas en tidsfaktor som spelat in. Under tusentals år kan kraftiga inre vindar plöja igenom den halo som kastades ut från huvudstjärnan när den först började förlora massa.

De längre våglängderna som fångats av Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument) framhäver stoft och avslöjar stjärnan som forskarna misstänker kan vara central i denna scen. Den visas som en liten rosa-vitaktig prick i den här bilden.

Webbteleskopet avslöjar också i de mellaninfraröda våglängderna koncentriska ringar som expanderar från den centrala regionen.

Detta kan vara ytterligare bevis på en sekundär stjärna i mitten av bilden som är dold för oss. Sekundärstjärnan, som cirklar upprepade gånger runt den ursprungliga stjärnan, kan ha karvat ut ringar av material i ett bullseye-mönster när huvudstjärnan kastade ut massa under ett tidigare skede av sin existens.

Ringarna kan också antyda någon form av pulsering som resulterade i att gas eller stoft kastades ut likformigt i alla riktningar med kanske tusentals års mellanrum.

De röda områdena i NIRCam och de blå områdena i MIRI visar båda kall molekylär gas (troligen molekylärt väte) medan de centrala regionerna visar het joniserad gas.

Efter hand som stjärnan i mitten av en planetarisk nebulosa svalnar och bleknar, kommer nebulosan gradvis att försvinna in i det interstellära mediet och bidra med material som kan bilda nya stjärnor och planetsystem som  kommer att innehålla  tyngre grundämnen.

Nya rön om lavaplaneter

 

Bild https://www.yorku.ca/ Illustration av den inre strukturen av en lavaplanet i kallt tillstånd, som visar en magmahav på dagsidan överlagrad av en mineralatmosfär. Pilarna anger riktningen för värmetransporten i planetens inre och den värmestrålning som avges från dess nattsida. Upphovsman: Romain Jean-Jaques (Instagram: @romainjean.jacques)

"Lavaplaneter befinner sig i så extrema omloppsbanor runt sina stjärnor att vår kunskap om stenplaneter i solsystemet inte är direkt tillämplig för dem vilket gör forskarna osäkra på vad de kan förvänta sig när de observerar lavaplaneter", beskriver fhuvudförfattare till en ny artikel Charles-Édouard Boukaré, biträdande professor vid York Universitys avdelning för fysik och astronomi vid naturvetenskapliga fakulteten.

"Våra simuleringar föreslår ett konceptuellt ramverk för att tolka deras evolution och ger scenarier för att undersöka deras interna dynamik och kemiska förändringar över tid. Dessa processer, även om de är kraftigt förstärkta hos lavaplaneter, är i grunden desamma som de som formar stenplaneter i vårt solsystem.

Artikeln, "The role of interior dynamics and differentiation on the surface and atmosphere of lava planets", är skriven av Charles-Édouard Boukaré, försteförfattare   Assistant Professor in York University’s Department of Physics and Astronomy in the Faculty of Science.  Daphné Lemasquerier (University of St Andrews), Nicolas B. Cowan (McGill University), Lisa Dang (University of Waterloo), Henri Samuel, James Badro, Aurélien Falco och Sébastien Charnoz (Université Paris Cité).

Med hjälp av oöverträffade numeriska simuleringar förutsäger teamet två evolutionära tillstånd i slutändan:

• Helt smält inre (troligen unga planeter): Atmosfären speglar planetens sammansättning, och värmetransporten inuti det smälta inre håller nattytans yta varm och dynamisk.

• Mestadels fast inre (troligen äldre planeter): Endast ett grunt lavahav finns kvar på dagsidan och atmosfären blir utarmad på grundämnen som natrium, kalium och järn.

Boukaré förklarar att denna forskning på exoplaneter av lava började som ett mycket utforskande arbete med få initiala förväntningar. Det bygger på en ny modelleringsmetod som han utvecklade för att studera smälta stenplaneter i samarbete med kollegor vid Institute de Physique du Globe de Paris, Université Paris Cité, som publicerades i Nature tidigare i år.

Det som började som en explorativ studie har sedan dess öppnat en lovande ny forskningslinje. Förutsägelserna som beskrivs i detta arbete bidrog till att säkra 100 timmars observationstid på James Webb Space Telescope (JWST) – det mest avancerade infraröda observatorium som någonsin byggts, med en 6,5 meter lång segmenterad spegel och ultrakänsliga instrument som kan undersöka de tidigaste galaxerna och atmosfären hos avlägsna exoplaneter med oöverträffad precision. Dessa kommande JWST-observationer, ledda av medförfattaren Prof. Dang, kommer direkt att testa det teoretiska ramverket som föreslås i denna studie.

– Vi hoppas verkligen att vi kan observera och skilja gamla lavaplaneter från unga lavaplaneter. Om vi kan göra detta skulle det vara ett viktigt steg mot att gå bortom den traditionella ögonblicksbilden av exoplaneter, påtalar Boukaré.