Astrofysiker: Rymdvarelser kan få stjärnor att försvinna

Stjärnor ska inte kunna försvinna spårlöst, men genom att jämföra 70 år gamla bilder av himlavalvet med bilder tagna i dag har en ung svensk forskare upptäckt nio försvunna ljuskällor som inte kan förklaras med känd astronomi. Är det utomjordingar som släcker ljuset?

Stjärnor ska inte kunna försvinna spårlöst, men genom att jämföra 70 år gamla bilder av himlavalvet med bilder tagna i dag har en ung svensk forskare upptäckt nio försvunna ljuskällor som inte kan förklaras med känd astronomi. Är det utomjordingar som släcker ljuset?

Claus Lunau & Lasse Lund-Andersen

För 71 år sedan gjordes för första gången en detaljerad kartläggning av den nordliga stjärnhimlen. Samuel Oschin-teleskopet på Palomar Observatory i Kalifornien panorerade systematiskt fram och tillbaka över himlen och fångade ljuset från 600 miljoner stjärnor. Allt man hittade med teleskopet bevarades på så kallade fotoskivor, men en av de totalt 2 000 bilderna sticker ut.

På skivan från den 12 april 1950 syns nio stjärnliknande prickar, men på den bild av samma del av himlavalvet som togs sex timmar tidigare finns de inte där. Och trots att teleskopen under de årtionden som gått sedan dess har blivit betydligt känsligare, har ingen sett de nio ljuskällorna på himlen igen.

Forskarna känner till variabla stjärnor och andra astronomiska fenomen med fluktuerande ljusstyrka, men de varierar normalt inom perioder från några minuter till som mest några år. De nio försvunna prickarna är uppenbart något annat, hittills okänt fenomen.

Upptäckten gjordes inom ramen för forskningsprojektet Vasco (Vanishing & Appearing Sources during a Century of Observations), som sedan år 2017 har letat efter försvunna stjärnor genom att jämföra de gamla bilderna från 1950- och 1960-talet med moderna kartläggningar av himlavalvet.

Stjärnor försvinner
© Beatriz Villarroel et al.

Nio ljusprickar har försvunnit

Forskningsprojektet Vasco jämför 70 år gamla bilder av stjärnhimlen med bilder tagna i dag. Bilden till vänster togs av Samuel Oschin-teleskopet den 12 april 1950. År 1996 fotograferade teleskopet samma del av himlen (till höger). Nio av prickarna på den gamla bilden saknas på den nya. Senare bilder med andra teleskop har inte heller återfunnit dem.

”Vi letar efter det till synes omöjliga, stjärnor som bara försvinner. Det kan bana väg för ny fysik eller hjälpa oss att hitta avancerat liv i rymden”, säger astrofysikern Beatriz Villarroel på Nordita (Nordisk institut for teoretisk fysik) i Stockholm, som leder projektet.

Allt forskarna vet om stjärnor säger oss att de inte bara försvinner spårlöst. Om en stjärna som solen plötsligt skulle försvinna finns det två tänkbara förklaringar till det. Antingen fick för oss okänd fysik den att försvinna eller så dolde superintelligenta rymdvarelser den för våra teleskop.

Döda stjärnor lyser fortfarande

I tusentals år trodde astronomerna att stjärnor var eviga och oföränderliga. I dag vet vi att alla stjärnor har en livscykel, men deras livslängd är lång och när en stjärna brinner ut lämnar den tydliga spår efter sig.

”Vi letar efter det till synes omöjliga, stjärnor som bara försvinner. Det kan bana väg för ny fysik eller hjälpa oss att hitta avancerat liv i rymden.” Beatriz Villarroel, astrofysiker

Stjärnor som solen lyser stabilt under tio miljarder år. Därefter sväller stjärnan till en röd jätte, som lyser i några miljoner år. Till slut skickar jätten ut sina yttre lager i rymden likt en lysande stjärndimma och kollapsar till en liten vit dvärgstjärna.

Dvärgstjärnan är död i så måtto att det inte längre sker några fusionsprocesser i kärnan. Dvärgen är dock fortfarande så varm att den både avger ett svagt vitt ljus och infraröd värmestrålning, så en död solliknande stjärna försvinner inte.

När det gäller de vanligaste stjärnorna i Vintergatan, röda dvärgar, har de en förväntad livslängd som överstiger universums nuvarande ålder, så sannolikheten att få se en sådan slockna är låg.

Med tanke på stjärnors ytterst synliga dödsprocess är det inte konstigt att Beatriz Villarroels jakt på försvunna stjärnor till en början möttes av en viss skepsis från andra astrofysiker. Det avskräckte dock inte henne när hon inledde sin jakt. På den tiden var hon fortfarande doktorand.

Beatriz Villarroel

Beatriz Villarroel menar att stjärnor som försvinner på ett oförklarligt vis kan vara ett sätt att hitta intelligent liv i rymden.

© Karl Nordlund

I början fick Villarroel hjälp av två forskarstuderande. Dag som natt satt de och hängde över de gamla stjärnkartor som Samuel Oschin-teleskopet avbildat mellan åren 1950 och 1966. Först jämförde de bilderna med en nyare uppsättning data från samma teleskop, bilder tagna mellan åren 1977 och 1999, och därefter med betydligt fler stjärnor från kartläggningsprojektet Sloan Digital Sky Survey.

De tre stjärnjägarna var unga och entusiastiska. Som Villarroel uttrycker det fanns det inga seniora forskare som kunde dämpa deras entusiasm.

Senare tillkom fler forskare i Vascoprojektet och för ett par år sedan tillfogade forskargruppen nya observationer från den stora kartläggningen Pan-Starrs, i vilken Haleakalateleskopet på Hawaii ständigt söker igenom himlen i jakt på variabla objekt.

År 2019 fastslog Vascoforskarna i en vetenskaplig artikel att totalt 100 kortlivade ljuskällor på de gamla bilderna inte kan hittas i dag.

Palomar Observatory

För 70 år sedan fotograferades himlavalvet av Samuel Oschin-teleskopet på Palomar Observatory i Kalifornien. Genom att jämföra med nyare bilder har forskarna konstaterat att 100 ljuskällor saknas.

© Shutterstock

Nu satsar de svenska forskarna på att undersöka kandidaterna en och en med stora, moderna teleskop, som ser flera tusen gånger längre ut i rymden än Samuel Oschin-teleskopet. Syftet med det är att leta efter avlägsna bakomliggande ljuskällor, som kan ha flammat upp och gett upphov till de försvunna ljusprickarna på de gamla bilderna.

Nio prickar saknar förklaring

Beatriz Villarroel bedömer att många av de flyktiga ljuskällorna troligen kommer från avlägsna röda dvärgstjärnor, där våldsamma magnetiska kortslutningar under en kort stund kan få stjärnan att lysa 100 gånger starkare än normalt.

Nio av de försvunna prickarna kan emellertid inte förklaras med det, konstaterade forskarna i en artikel i den naturvetenskapliga veckotidskriften Nature år 2021. De nio prickarna på den fotografiska skivan från den 12 april 1950 är nämligen inte tillräckligt röda för att komma från röda dvärgar.

Forskarna har systematiskt uteslutit den ena tänkbara förklaringen efter den andra. Först de helt banala: Prickarna berodde varken på salivdroppar på den fotografiska skivan eller på så kallade spökbilder, som kan uppstå om man råkar exponera en skiva två gånger.

Hittills har inte heller astronomin kunnat ge en förklaring. Forskarna har studerat den lilla delen av himlavalvet med det stora 10,4-metersteleskopet Gran Telescopio Canarias på La Palma, ett teleskop som ser betydligt längre ut i universum än det gamla Samuel Oschin-teleskopet. Forskarna har dock inte hittat några spår av avlägsna ljuskällor som kan ha gett upphov till prickarna.

Även flera kända astronomiska fenomen kan uteslutas. Det rör sig inte om något synligt eftersken av gammablixtar eller radioblixtar från en avlägsen galaxhop. För det första skulle blixtarna i så fall troligen ha dykt upp igen sedan år 1950 och för det andra befinner sig de nio ljusprickarna för nära varandra.

En gamma- eller radioblixt lyser i genomsnitt upp 1,63 gånger per dygn inom en kvadratgrad av himlen. I det här fallet rör det sig om nio simultana blixtar inom loppet av en halvtimme i ett så litet område som 10 x 10 bågminuter. (Det går 60 bågminuter på en grad.)

Ett antal fenomen kan ge upphov till kortvarigt ljus på himlen. Forskarna har gått igenom dem systematiskt och uteslutit alla uppenbara förklaringar till de nio mystiska prickarna, allt från asteroider till kärnvapen.

Asteroidspår
© ESO

Asteroider drar streck efter sig

Med 1950-talets fotoskivor var man tvungen att exponera i 50 minuter för att fånga tillräckligt mycket ljus för att se svagt lysande stjärnor. Om de nio ljusprickarna hade varit asteroider eller kometer skulle de därför ha synts som utdragna streck.

Gammablixt
© James Josephides/Swinburne University of Technology

Gammablixtar är för sällsynta

Gamma- och radioblixtar kan lämna efter sig ett kort eftersken i form av synligt ljus. De uppstår emellertid bara 1,63 gånger per dygn inom en kvadratgrad av himlen. De nio ljusprickarna uppstod alla inom loppet av en halvtimme i ett betydligt mindre område än så.

Flare, dvärgstjärna
© GSFC/NASA

Dvärgstjärnors flarer är för röda

Röda dvärgstjärnor, så kallade M-dvärgar, är normalt ljussvaga, men magnetiska kortslutningar kan ge upphov till extrema flarer, som kortvarigt syns på långt avstånd. De nio prickarna är dock inte röda nog för att komma från M-dvärgar.

Atomexplosion
© Shutterstock

Inga kärnvapen detonerades

Partiklar från atmosfäriska sprängningar av kärnvapen är en teoretisk möjlighet, men det gjordes inga provsprängningar under åren 1949–1951. Även kosmisk strålning kan uteslutas, eftersom den skulle ha gett upphov till ljusprickar över hela bilden.

Ljusprickarna kan inte heller komma från mänskligt skapade ljuskällor i rymden i form av reflexioner från satelliter eller rymdskrot. Världens första rymdsond sändes upp först sju år senare.

Stjärna förvandlas till ett svart hål

Vascoforskarna är intresserade av alla typer av objekt som av oförklarliga anledningar försvinner från himlen. De nio prickarna var bara flyktiga blixtar, men helst av allt skulle Beatriz Villarroel hitta en stjärna som har varit synlig på himlavalvet under lång tid och en dag plötsligt försvinner.

Den fysikaliska teorin rymmer bara en möjlighet för att en stjärna försvinner spårlöst. Fenomenet kallas en misslyckad supernova.

Supernova

Stora stjärnor kan sluta sina liv i en mycket synlig explosion, en supernova, men eventuellt förvandlas vissa av dem till ett svart hål och försvinner spårlöst.

© Shutterstock

Supernovor är normalt några av universums mest ljusstarka explosioner. Vissa supernovor uppstår när en jättestjärna med över åtta solmassor exploderar i slutet av sin livscykel. Då imploderar stjärnans inre lager till en neutronstjärna eller ett svart hål, medan de yttre lagren slungas ut i rymden i en gigantisk explosion, som syns i avlägsna galaxer flera 100 miljoner ljusår bort.

När det gäller jättestjärnor på 18–25 solmassor förutsäger emellertid den astrofysiska teorin att stjärnan kan implodera och komprimera hela sin massa i ett osynligt svart hål.

En misslyckad supernova avger antingen inget eller bara mycket svagt ljus. Stjärnan försvinner med andra ord spårlöst.

Stjärnor försvinner

År 2007 hittade Hubbleteleskopet en jättestjärna i en galax 22 miljoner ljusår bort (till vänster). År 2015 var stjärnan borta (till höger). Den försvunna jätten kan vara en misslyckad supernova, men den skulle också kunna vara en okänd variabel stjärna.

© C. Kochanek (OSU)/ESA/NASA

Jättestjärna blir plötsligt svart

Alla kända typer av stjärnor lämnar efter sig synliga spår av ljus och strålning när de dör. Forskarna känner dock till ett möjligt undantag. Enligt teorin kan nämligen en jättestjärna implodera och försvinna i ett svart hål.

Jättestjärna
© Shutterstock

Supernova utlöser en explosion av ljus

Stjärnor på över åtta gånger solens massa kan explodera som supernovor. Stjärnans inre imploderar vanligen till en kompakt neutronstjärna, medan de yttre lagren exploderar och slungas ut i rymden. Ljuset syns i galaxer långt bort.

Jättestjärna
© Shutterstock

Misslyckad supernova slutar som svart hål

Enligt teorin kan jättestjärnor med 18–25 gånger solens massa implodera och komprimera hela stjärnans massa i ett osynligt svart hål. En sådan så kallad misslyckade supernova avger antingen inget eller bara mycket svagt ljus.

Detta fenomen kan eventuellt förklara många av de 100 försvunna ljusprickarna som Vascoforskarna har upptäckt, men inte de nio prickarna från den 12 april 1950. I så fall skulle det ha funnits nio jättestjärnor i området före år 1950, och så är inte fallet.

När det gäller de nio prickarna lämnar astronomin forskarna utan svar. Ljusprickarna är kort sagt så mystiska att tanken att de kan vara ett resultat av avancerade rymdcivilisationer inte känns helt avlägsen.

Astronomerna uppskattar att universum har en miljard beboeliga planeter, vilket innebär att det finns en rimlig chans att det existerar andra civilisationer. Eftersom universum är tre gånger äldre än jorden är många av dem sannolikt både betydligt äldre och mer teknologiskt avancerade än vår egen civilisation. Just därför avslöjar de kanske sin existens för oss.

Rymdvarelser packar in stjärnor

Sedan mitten av 1900-talet har astronomer lyssnat efter radiosignaler från avancerade rymdvarelser, eftersom det var det enda man kunde göra på den tiden. E.T. har emellertid inte ringt ännu. Med sin jakt på försvunna stjärnor – som kanske inte är några stjärnor – har Beatriz Villarroel startat ett nytt kapitel i vårt sökande efter intelligent liv i rymden.

Utomjordingar kan i teorin tänkas kommunicera med hjälp av intergalaktiska lasrar, som lyser upp som blixtar på himlen. Eller så observerades kanske vårt solsystem just den 12 april 1950 av främmande rymdskepp med enorma solsegel, som reflekterade solljus till Samuel Oschin-teleskopets fotografiska skiva i form av nio stjärnliknande prickar.

År 1960 lade den engelske fysikern Freeman Dyson fram en ännu djärvare teori om rymdvarelsers teknik. Han antog att en avancerad civilisation förr eller senare skulle få slut på energi på sin hemplanet. För att fortsätta utvecklas tvingas civilisationen slutligen skörda all energi från stjärnan i sitt planetsystem.

Dyson föreställde sig att rymdvarelserna under ett antal år skulle omge hela stjärnan med solkraftverk, en så kallad dysonsfär. Denna tanke passar väl in i Vascoprojektets jakt på försvunna stjärnor, eftersom en sådan sfär skulle stänga ute åtminstone majoriteten av stjärnans synliga ljus.

Utomjording

Avancerade civilisationer har ett omättligt behov av energi. Kanske använder sig rymdvarelser av stjärnor och galaxer på okända sätt som får deras ljus att försvinna från himlavalvet.

© Shutterstock

Den sovjetiske fysikern Nikolaj Kardasjev tog Dysons teori ett steg vidare när han föreslog att rymdcivilisationer kan bli så avancerade att de kan utvinna energi ur en hel galax.

Svarta hål är E.T:s kraftverk

Nyligen har astrofysikern Tiger Hsiao vid National Tsing Hua University på Taiwan påpekat att utomjordingar kanske till och med kan utvinna energi ur aktiva svarta hål. En glödhet gasskiva kretsar runt hålet på väg ner i tomheten, och denna extremt varma gas avger stora mängder ljus och strålning.

Hsiao har beräknat att en dysonsfär kring ett aktivt supertungt svart hål på fyra miljoner solmassor skulle kunna leverera så mycket el att det motsvarar energin från 100 miljarder stjärnor. Och eftersom hålet komprimerar sin enorma massa i en liten volym är det svarta monstret kanske enklare att omge med solkraftverk än en stjärna.

”Om jag var E.T. och kunde utvinna energi ur en hel galax skulle jag inte bygga dysonsfärer runt alla stjärnorna. Jag skulle gå direkt till ett aktivt supertungt svart hål”, säger Beatriz Villarroel.

Hsiaos spekulation är särskilt relevant för jakten på försvunna ljuskällor. Astronomer har nämligen upptäckt att ljuset från gasslukande supertunga svarta hål kan variera dramatiskt under en period av år eller årtionden.

”Om jag var E.T. skulle jag inte bygga dysonsfärer runt stjärnor, utan runt aktiva supertunga svarta hål.” Beatriz Villarroel, astrofysiker

Vi vet så lite om dessa snabba variationer att det inte går att utesluta att avancerade rymdcivilisationer ingriper i svarta hål på sätt som för oss framstår som ren magi.

Forskarna ber oss hjälpa till

I dag kartlägger teleskop stjärnhimlen som aldrig förr, både stjärnorna i Vintergatan och dem i avlägsna galaxer, flera miljarder ljusår ut i rymden. Det ökar chanserna att ta reda på om stjärnor, aktiva svarta hål eller hela galaxer verkligen kan försvinna på ett för oss fysikaliskt oförklarligt vis.

Det finns dock ett praktiskt problem. Datamängderna blir så enorma att de är nästan omöjliga att överskåda även med dagens datorstödda genomgång av våra stjärnkartor. Denna utmaning försöker Vascoprojektet tackla på två sätt.

För det första har de svenska forskarna startat en webbplats där amatörastronomer kan hjälpa till att jämföra de gamla bilderna av stjärnhimlen med nyare kartläggningar. Där har Vascoprojektet hittills tagit emot 120 000 kommentarer, som man kommer att titta närmare på.

Vasco
© THE VASCO NETWORK

Ge dig ut på jakt efter försvunna stjärnor

På projektet Vascos webbplats kan du hjälpa forskarna att jämföra delar av stjärnhimlen förr och nu. Kanske kommer du att upptäcka att en stjärna saknas.

Beatriz Villarroel hoppas att många av kommentarerna ska komma från unga människor i fattiga afrikanska länder, där man inte har tillgång till moderna teleskop. En mobiltelefon räcker för att vara med i jakten på försvunna stjärnor och E.T.

För det andra samarbetar Villarroel med matematikern Kristiaan Pelckmans vid Uppsala universitet. Pelckmans utvecklar datorprogram baserade på artificiell intelligens, som på egen hand jämför stjärnkartor från olika perioder och identifierar förändringar.

Trots att dagens kartläggningar av universum är betydligt mer omfattande är Samuel Oschin-teleskopets gamla stjärnkartor fortfarande ovärderliga i jakten på försvunna ljuskällor, och inte bara för att deras ålder gör det möjligt att följa utvecklingen under många år.

”Man skulle aldrig kunna göra en motsvarande karta i dag, eftersom den närliggande rymden kring jorden är full av satelliter och rymdskrot, som kan ge upphov till störande ljus. Samuel Oschin-teleskopet observerade den ursprungliga, oförorenade himlen, vilket gör de gamla bilderna unika”, förklarar Beatriz Villarroel.

Den unga stjärnjägaren vill nu återigen kontrollera om de nio oförklarliga prickarna kan förklaras med någon form av förorening av den fotografiska skivan som ingen har tänkt på. Om så inte är fallet är hon beredd att seriöst undersöka hypotesen om att rymdvarelser kan vara inblandade i det som observerades den 12 april 1950.