Centrum av Fjärilsnebulosan undersökt

 

Bild https://www.esa.int/ tagen av i tur och ordning (Hubble- Webb- ALMAteleskopet) NGC 2346 känd som Fjärilsnebulosan är en planetarisk nebulosa ( astronomiska nebulosor t som består av materia som små och medeltunga stjärnor i slutfasen av existens strålar ut) 4 760 ljusår bort från jorden belägen nära himmelsekvatorn i stjärnbilden Enhörningen

Fjärilsnebulosan är en bipolär nebulosa vilket innebär att den har två lober som sprider sig i motsatta riktningar som bildar fjärilens "vingar". Ett mörkt band av dammig gas blir  fjärilens "kropp". Detta band är munkformat och ses från sidan från oss sett vilket döljer nebulosans centrala stjärna. Det är en mycket gammal solliknande stjärna som ger nebulosan den energi som får gas och stoff  att lysa. Den dammiga nebulosans munkformation kan vara anledningen till att nebulosans gas stoppas från att flöda ut från stjärnan lika mycket i alla riktningar.

Den nya Webb-bilden zoomar in på mitten av Fjärilsnebulosan och dess dammiga munkform, vilket ger en oöverträffad bild av dess komplexa struktur. Bilden använder data från Webbs Mid-InfraRed Instrument (MIRI) som arbetar i integralt fältenhetsläge. Detta läge kombinerar en kamera och en spektrograf för att ta bilder vid många olika våglängder samtidigt vilket avslöjar hur ett objekts utseende förändras utifrån våglängden. Forskargruppen kompletterade Webb-observationerna därefter med data från ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), ett kraftfullt nätverk av radioparabolantenner.

Forskare som analyserade dessa Webb-data identifierade nästan 200 spektrallinjer, som var och en innehåller information om atomerna och molekylerna i nebulosan. Dessa linjer avslöjar nästlade och sammankopplade strukturer som spåras från olika kemiska arter.

Forskargruppen har lokaliserat platsen för Fjärilsnebulosans centrala stjärna, som värmer upp ett tidigare oupptäckt stoftmoln runt den, vilket får den senare att lysa starkt vid de mellaninfraröda våglängder som MIRI är känslig för. Placeringen av nebulosans centrala stjärna har varit oklar fram till nu, eftersom detta omslutande stoft gör den osynlig vid optiska våglängder.

Tidigare sökningar efter stjärnan saknade den kombination av infraröd känslighet och upplösning som krävs för att upptäcka dess skymmande varma stoftmoln. Med en temperatur på  ca 220 000 Celsius är detta en av de hetast kända centralstjärnorna i en planetarisk nebulosa i vintergatan.

Intressant nog upptäckte teamet också ljus som avges av kolbaserade molekyler så kallade polycykliska aromatiska kolväten, eller PAH. De bildar platta, ringliknande strukturer, ungefär som de bikakformer som finns i bikupor. På jorden hittar vi ofta PAH:er i rök från lägereldar, bilavgaser eller bränt rostat bröd. Med tanke på var PAH:erna finns misstänker forskargruppen att dessa molekyler bildats när en "bubbla" av solvind från den centrala stjärnan sögs in i gasen som omger den. Detta kan vara det första beviset någonsin på att PAH:er bildas i en syrerik planetarisk nebulosa något som ger en viktig inblick i detaljerna om hur dessa molekyler bildas.

Studieresultatet publicerades nyligen  i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/staf1194 

Nya rön om Wow! signalen

 

Bild wikipedia  Wow! signal representerad som "6EQUJ5". Originalutskriften med Ehmans handskrivna ark som finns bevarad i Ohio History Connection.

Wow!-signalen var en stark smalbandssignal som upptäcktes den 15 augusti 1977 vid Ohio State Universitys radioteleskop Big Ear i USA och som sedan bekräftade fortsatt sökande efter utomjordisk intelligens. Signalen verkade komma från stjärnbilden Skytten och bar förväntade kännetecken av utomjordiskt ursprung. 

Nu har forskare från Arecibo Wow! Projektet åter analyserat årtionden av tidigare opublicerade arbeten om denna vilket ger den mest exakta karakteriseringen hittills av den gåtfulla signalen och avslöjar nya ledtrådar om dess ursprung.

Studien går tillbaka till arkivdata från Ohio State Universitys SETI-program, inklusive data som inte undersökts i tidigare analyser, och tillämpar moderna signalanalystekniker. Resultaten förfinar  analysen av Wow! Signalen. 

Platsen för signalen: Två intilliggande himmelsfält, centrerade vid rektascensioner 19h 25m 02s ± 3s eller 19h 27m 55s ± 3s, och deklination –26° 57′ ± 20′ (J2000). Detta är både mer precist och något förskjutet från tidigare uppskattningar.

Intensitet: En maximal flödesdensitet som överstiger 250 Janskys, mer än fyra gånger högre än det vanligen angivna värdet.

Frekvens: 1420,726 MHz, vilket placerar den stadigt i vätgaslinjen men med en högre radialhastighet än vad som tidigare antagits.

Dessa nya rön kan hjälpa till att förklara varför årtionden av uppföljande observationer har misslyckats med att hitta signalens källa.

"Våra resultat löser inte mysteriet med Wow! Signal, säger huvudförfattaren professor Abel Méndez vid Planetary Habitability Laboratory vid University of Puerto Rico i Arecibo. – Men de ger oss den tydligaste bilden hittills av vad det var och var den kom från. Den nya studien stärker argumenten för ett naturligt astrofysikaliskt ursprung, samtidigt som radiosignaler frön intelligent källa  blir en allt mer osannolik förklaring till signalen.

Hypotesen är nu att Wow! Signalen orsakades av en plötslig ljusning av vätelinjen i interstellära moln, utlöst av en kraftfull transient strålningskälla som en magnetars flare eller mjuk gammarepeater (SGR). Maserflare eller överstrålningsmekanismer kan ha gett upphov till en smalbandsemission som överensstämde med egenskaperna av Wow! Signal. Denna hypotes förklarar alla observerade egenskaper hos signalen och föreslår att den kan representera den första registrerade maserliknande flare i vätelinjen. 

 

Studien avslutar inte fallet, beskriver Méndez. "Den öppnar det igen. Men nu med en mycket säkrare karta på var den kom från och troligaste förklaring.

 Medlemmar i Arecibo Wow! Teamet består av Abel Méndez från PHL @ UPR Arecibo, Kevin Ortiz Ceballos från Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian, Jorge I. Zuluaga från SEAP/FACom Institute of Physics, University of Antioquia, Kelby D'Angelo Palencia-Torres, från UPR Rio Piedras, Alisson Smith från UPR Mayagüez, Emmanuel J. Morales Butler från UPR Utuado, Héctor Socas-Navarro från European Solar Telescope Foundation, David Kipping från Columbia University, Hodari-Sadiki Hubbard-James från Agnes Scott College, Mariangelly Díaz-Rodríguez från Boeing/Florida State University, Alondra Cardona från University of Arizona, Mai Le från Agnes Scott College och Alejandro Ricón-Torres från Interamerican University of Puerto Rico i Bayamón.

Forskningens resultat har skickats in till Astrophysical Journal och finns nu tillgänglig på denna länk. 

Mysteriet med vita dvärgstjärnors snabba rörelser kan vara löst.

 

Bild https://www.space.com/ Astronomer kan ha löst mysteriet med vita dvärgstjärnors som rör sig i hyperhastighet och visat hur våldsamma stjärnkollisioner och dubbla detonationer kan skjuta ut materia ur dessa  in i Vintergatan i halsbrytande hastighet. (Bildkredit: Tod Strohmayer (GSFC), CXC, NASA, Illustration: Dana Berry (CXC))

En vit dvärgstjärna är en stjärna som varit i storlek som solen men kollapsat till en dvärgstjärna med mycket liten storlek efter att den gjort slut på sitt kärnbränsle. En typisk vit dvärg har en radie som är 1 procent av solens, men den har grovt räknat samma massa. Detta motsvarar en densitet på cirka 1 ton per kubikcentimeter.

Under de senaste åren har astronomer analyserat data från den europeiska rymdorganisationen ESA:s rymdfarkost Gaia och identifierat en handfull vita dvärgar som rusar genom Vintergatan i halsbrytande hastigheter på upp till 2 000 kilometer per sekund. Det är tillräckligt snabbt för att ta sig från New York till Los Angeles på mindre än två sekunder. Hastigheten på dessa vita dvärgar är hög nog för att flyga ur vintergatan helt och hållet.

Dessa så kallade hyperhastighetsvita dvärgar har förbryllat astronomer sedan de upptäcktes 2018. Deras extrema hastigheter tyder på att de startades av kraftfulla, våldsamma händelser. Men ingen enskild teori har kunnat förklara både deras halsbrytande hastigheter och deras uppblåsta, överhettade utseende förrän nu. 

I en ny studie under ledning av Hila Glanz vid Technion-Israel Institute of Technology beskrivs den mest övertygande förklaringen hittills till vita dvärgars  hyperhastighet. Med hjälp av detaljerade datorsimuleringar har forskarna modellerat vad som händer när två vita dvärgar i ett tätt dubbelstjärnsystem går in i en spiral mot varandra för en kollision. Den första explosionen skickar en chockvåg runt stjärnans yttre lager. När den konvergerar på motsatt sida komprimerar och värmer det upp kärnan vilket utlöser en andra detonation  den här gången i kol-syrekärnan, vilket får primärstjärnan att explodera i vad astronomerna kallar en termonukleär supernova."Den fullkomligt exploderar", beskriver Glanz. "Det blir ingenting kvar."

Med sin partner utplånad slungas den delvis splittrade följeslagaren som nu är obunden av en följeslagare bort med en enorm hastighet, driven av både explosionen och den enorma omloppsenergi som byggts upp under supernovans sista ögonblick. Den förhärskande teorin - D6-scenariot (förkortning för "dynamically driven double-degenerate double-detonation") - föreslås att en massiv vit dvärg detonerar efter minimal massöverföring och lämnar följeslagaren intakt. Men den här modellen har svårt att förena både de extrema hastigheterna och de uppblåsta utseenden som ses hos vita dvärgar med hyperhastighet, enligt den nya studien.

Glanz fusionsmodell, däremot, visar att även en stjärna med relativt låg massa kan producera en snabbt rörlig rest, tack vare en partiell störning (den stärnrest som blev kvar efter kollisionen). Och eftersom den resulterande supernovan är ljussvag, bleknar dess rester snabbt vilket gör att den utkastade vita dvärgen ser ut som en ensam vandrare. Glanz betonar ändå att detta bara är en del av bilden. Framtida kartläggningar av himlen, som de som snart kommer att utföras av Vera C. Rubin-observatoriet, kan bidra till att sätta  teorier på prov. Om astronomer fångar en sådan sammanslagning och explosion i realtid kan det hjälpa till att bekräfta den våldsamma process som får dessa stjärnkanonkulor att flyga över galaxen.

Resultaten, som beskrivs i en artikel som publicerades den 19 augusti i tidskriften Nature Astronomy, återskapade inte bara de dramatiska utkastningshastigheter som observerats av Gaia, utan också många av de ovanliga fysiska egenskaperna hos dessa stjärnkanonkulor.

Nya fakta om ångvärldar

 

Bild https://news.ucsc.edu/ Exoplaneter av det slag som kallas  sub-Neptunus tenderar att befinna sig mycket närmare sin sol än jorden är till vår sol och tros ha atmosfärer av ånga över lager av en exotisk fas av vatten som varken beter sig som gas eller vätska. (Bild av Artem Aguichi

Nu har astrobiologer och astronomer vid University of California, Santa Cruz, utvecklat ett mer exakt sätt att förstå dessa ångvärldars sammansättning och i slutändan hur de en gång har bildats De vanligaste planeterna därute sär de så kallade sub-neptunus som befinner sig i bana mycket nära sin sol dock finns ingen i vårt solsystem.

 – När vi förstår hur de vanligaste planeterna i universum bildas kan vi skifta fokus till mindre vanliga exoplaneter de som faktiskt skulle kunna ha livsformer, beskriver Artem Aguichine, postdoktor vid UC Santa Cruz och ansvarig för utvecklingen av den nya modellen.

Isiga månar är små, kondenserade kroppar med skiktade strukturer med ytor av is över hav med flytande vatten. Sub-Neptunus är mycket annorlunda. De är mycket mer massiva 10 till 100 % större än ishöljda månar och de kretsar mycket närmare sina stjärnor. De har inte isiga ytor och flytande hav som ex månarna Europa eller Enceladus. Istället utvecklar sub-neptunus  kraftiga ångatmosfärer och lager av "superkritiskt vatten".

Denna exotiska, superkritiska fas av vatten har återskapats och studerats i laboratorier på jorden och uppvisar ett beteende som är mycket mer komplext än vanligt flytande vatten eller is vilket gör det svårt att modellera det exakt. Vissa modeller visar till och med att vatten under extrema tryck- och temperaturförhållanden inuti sub-Neptunus kan omvandlas till "superjonisk is", en fas där vattenmolekyler omorganiseras så att vätejoner rör sig fritt genom ett syregitter.

Denna fas har konstruerats i laboratoriet och tros även existera i det djupa inre av Uranus, Neptunus och eventuellt även sub-Neptunusplaneter. Så för att modellera sub-Neptunus måste forskare förstå hur vatten beter sig som ren ånga, som superkritisk vätska och i extrema tillstånd som superjonisk is. Teamets modell tar hänsyn till experimentella data om vattnets fysik under extrema förhållanden och utvecklar den teoretiska modellering som krävs.

– Planeternas inre är naturliga "laboratorier" för att studera förhållanden som är svåra att reproducera i ett universitetslaboratorium på jorden. Det vi lär oss kan ha oförutsedda tillämpningar som vi inte ens har tänkt på. Vattenvärldarna är särskilt exotiska i den bemärkelsen", förklarar Batalha. I framtiden kan vi komma att upptäcka att en delmängd av dessa vattenvärldar representerar nya nischer för liv i galaxen, beskriver han.

Genom att modellera fördelningen av vatten i dessa vanliga sup-neptusplaneter kan forskare spåra hur vatten ett av universums vanligaste molekyler  rör sig under bildandet av planetsystem. Aguichine beskriver att vatten har en rad fascinerande egenskaper:

Det är både en kemisk syra och bas som deltar i den kemiska balansen

Det är bra på att lösa upp salter, sockerarter och aminosyror

Det skapar vätebindningar vilket ger vatten en högre viskositet, en högre kokpunkt, en större kapacitet att lagra värme mm.

Studien beskrivs i en artikel av Artem Aguichine publicerad den 24 juli i The Astrophysical Journal medförfattare är professor Natalie Batalha, chef för UC Santa Cruz astrobiologiinitiativ, tillsammans med professor Jonathan Fortney, ordförande för universitetets avdelning för astronomi och astrofysik.

Stenregnsdroppar med spår av Jupiters ursprung.

 

Bild wikipedia Storleksjämförelse mellan jorden och Jupiter.

För fyra och en halv miljard år sedan ökade Jupiter i storlek snabbt till sin massiva nuvarande storlek. Den kraftfulla gravitationen störde omloppsbanorna för små steniga och isiga objekt som liknade nutida asteroider och kometer, så kallade planetesimaler (byggstenar till planeter). Detta fick dessa att slå in i varandra i så höga hastigheter att stenarna och dammet de innehöll smälte vid inslaget och skapade smälta stendroppar, så kallade Chondrules som vi hittar stelnade i meteoriter idag. 

Nu har forskare vid Nagoya University i Japan och det italienska nationella institutet för astrofysik (INAF) för första gången fastställt hur dessa droppar bildades och exakt daterat bildandet av Jupiter baserat på resultatet. Studien beskriver hur egenskaperna hos dropparna särskilt deras storlek och den hastighet med vilken de svalnade i rymden, berodde på det vatten som fanns i de kolliderande planetesimalerna. Detta förklarar vad vi observerar i meteoritprover i dag och visar att Chondrules bildning är ett resultat av planetbildning.

Chondrules är små sfärer som är ungefär 0,1-2 millimeter breda som inkorporerades i asteroider när solsystemet bildades. Miljarder år senare skulle delar av dessa asteroider brytas loss och falla ner på jorden som meteoriter. Hur Chondrules kom att få sin runda form har förbryllat forskare i årtionden.

"När planetesimaler kolliderade med varandra förångades vattnet omedelbart till expanderande ånga. Detta var små explosioner som bröt sönder den smälta silikatstenen till de små droppar som vi ser i meteoriter idag, beskriver professor Sin-iti Sirono från Nagoya University's Graduate School of Earth and Environmental Sciences.

– Vi jämförde egenskaperna och mängden av simulerade Chondrules med meteoritdata och fann att modellen spontant genererade realistiska Chondrules. Modellen visar också att Chondrules produktionen sammanfaller med Jupiters intensiva ackumulering av nebulosans gas där detta skedde för att nå sin massiva storlek. Eftersom meteoritdata visar att merparten av bildningen ägde rum 1,8 miljoner år efter att solsystemet kom till är detta också den tid då Jupiter blev till, beskriver Diego Turrini, medförfattare och senior forskare vid det italienska nationella institutet för astrofysik (INAF).

Studien, "Chondrule formation by collisions of planetesimals containing volatiles triggered by Jupiter's formation", publicerades i tidskriften Scientific Reports, den 25 augusti 2025, 

En tidigare okänd typ av plasmavåg i Jupiters norrsken

 

Bild https://cse.umn.edu/ Bilden är från NASA:s rymdsond Juno 2016 och visar Jupiters norra polarområde. JunoCam tog bilden ungefär två timmar före den närmaste inflygningen när rymdsonden befann sig 120 000 mil från Jupiter. Foto kommer från NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Forskare vid University of Minnesota Twin Cities har gjort en banbrytande upptäckt genom att observera och analysera en tidigare okänd typ av plasmavåg i Jupiters norrsken. Upptäckten hjälper till att förstå norrsken på andra planeter vilket i sin tur lär oss mer om hur jordens magnetfält skyddar oss från solens skadliga strålning.

Observationen baseras på data från NASA:s rymdsond Juno, som gjorde en historisk flygning i låg omloppsbana över Jupiters nordpol 2016. Teamet kunde för första gången använda sin expertis inom dataanalys till att studera data från Jupiters norra polarområden.

"James Webb Space Telescope har även gett oss några infraröda bilder av norrskenet, men Juno var den första rymdfarkosten i en polär omloppsbana runt Jupiter", beskriver Ali Sulaiman, biträdande professor vid University of Minnesota School of Physics and Astronomy.

Rymden runt magnetiserade planeter som Jupiter är fylld med plasma, ett överhettat tillstånd av materia där atomer bryts ner till elektroner och joner. Dessa partiklar accelereras ner mot planetens atmosfär vilket får gaser att lysa upp som ett norrsken. På jorden syns detta som  grönt och blått ljus. Jupiters norrsken är dock vanligtvis osynligt för blotta ögat och kan endast observeras med hjälp av UV- och infraröda instrument.

"Plasma kan bete sig som en vätska, men den påverkas också av sina egna inre och yttre magnetfält", beskriver Robert Lysak, professor vid University of Minnesota School of Physics and Astronomy expert på plasmadynamik.

Studien ger även nya rön om hur Jupiters komplexa magnetfält gör det möjligt för partiklar att flöda in i polartäcket där till skillnad från på jorden där norrskenet bildar ett munkmönster av norrskensaktivitet runt polartäcket.

I forskargruppen ingick, förutom Lysak och Sulaiman, även Sadie Elliott, forskare vid School of Physics and Astronomy, tillsammans med forskare från University of Iowa och Southwest Research Institute.

Forskningen finansierades av NASA och National Science Foundation (NSF).

Läs hela forskningsartikeln med titeln "New Plasma Regime in Jupiter's Auroral Zones" på Physical Review Letterswebbplats. 

Asteroiden Bennu och dess historia

 

Bild wikipedia på Bennu.

Bennu är en jordnära asteroid som upptäcktes den 11 september 1999 vid Lincoln Near-Earth Asteroid Research i Socorro, New Mexico. OSIRIS-REx  landade på dess yta den 20 oktober 2020 och tog markprover som sedan analyserades på jorden. Bennu består av mer än 200 stenblock som är större än 10 meter i diameter på ytan, varav det största är 58 meter tvärsöver. Stenblocken innehåller ådror av karbonatmineraler med hög albedohalt som tros ha bildats innan asteroiden bildades i  varmvattenkanaler i den mycket större moderkropp från vilken den är en del.

Bennu består av fragment från en större "moderasteroid" som bröts sönder efter att den kolliderat med en annan asteroid, troligen skedde detta i asteroidbältet som finns mellan Mars och Jupiters omloppsbanor. Moderasteroiden bestod av material med olika ursprung från solsystemet och andra stjärnor som smälte samman för mer än 4 miljarder år sedan när vårt solsystem bildades. Denna teori är ämnet för en artikel publicerad i Nature Astronomy under ledning av Barnes och Ann Nguyen tillsammans med Astromaterials Research and Exploration Science Division vid NASA:s Johnson Space Center i Houston.

 Analyser visar att en del av materialen i moderasteroiden klarade olika kemiska processer med värme och vatten och även den energirika kollision som ledde till att Bennu bildades. Men merparten av materian omvandlades i hydrotermiska processer vilket beskrivs i en andra artikel om Bennu, publicerad i Nature Geoscience. 

 I studien fann forskarna att mineraler i moderasteroiden sannolikt bildades, löstes upp och återbildades över tid på grund av interaktioner med vatten.

"Vi tror att Bennus moderasteroid samlade på sig mycket isigt material från det yttre av solsystemet som som sedan smält över tid", beskriver Tom Zega, chef för Kuiper-Arizona Laboratory som ledde studien tillsammans med Tim McCoy, intendent of meteorites at the Smithsonian.

Teamet fann bevis på att silikatmineraler skulle ha reagerat med   flytande vatten vid temperaturer på cirka +25 grader Celsius. Värmen kan antingen ha dröjt sig kvar från själva ackretionsprocessen när Bennus moderasteroid först bildades eller från meteoritnedslag senare i dess historia, möjligen i kombination med sönderfall av radioaktiva grundämnen djupt inne i Bennu. Den instängda värmen kan ha smält isen inuti asteroiden, enligt Zega.

"Vätska i kontakt med ett fast ämne plus värme är allt som behövs för en  kemisk process", beskriver han. "Vattnet reagerade med mineralerna och bildade det vi ser idag från hämtade ytprover där 80 procent av mineralerna innehåller vatten i sitt inre som skapats för miljarder år sedan när solsystemet fortfarande höll på att bildas."

Omvandlingen av Bennus material slutade inte där. I en tredje artikel publicerad i Nature Geoscience, beskrives mikroskopiska kratrar och små stänk av en gång smält sten på ytan på prover från Bennu. Det är tecken på att asteroiden har pepprats av mikrometeoritnedslag. Dessa spår tillsammans med effekterna av solvinden ger "rymdvittring" och uppstår eftersom Bennu inte har en atmosfär som skyddar asteroidens yta. Denna vittring sker mycket snabbare än vad konventionell kunskap vill få det till, enligt studien som leddes av Lindsay Keller vid NASA Johnson och Michelle Thompson vid Purdue University.

Det överblivna materialet från planetbildningen för 4,5 miljarder år är asteroider och ur dess mineral kan man tolka solsystemets historia. Men många av dessa rester kan skilja sig från vad meteoriter som hittats på jorden visar eftersom olika typer av meteorer (fragment av asteroider) kan brinna upp mer eller mindre i atmosfären och aldrig nå marken med allt vad de innehöll.