Atmosfär försvinner från jordliknande planeter

 

Likt planeterna i vårt solsystem är förståelsen av soldynamiken i ett system en avgörande aspekt i att förstå livsmöjligheter. Jordens skyddande magnetfält upprätthåller sedan miljarder år tillbaks en atmosfär runt Jorden. Något som även gett ett stabilt klimat för livet att utvecklas här.

Däremot finns andra steniga planeter som kretsar runt vår sol antingen atmosfärlösa har mycket tät molnig atmosfär (Venus) eller har mycket tunn atmosfär (Mars) på grund av  interaktion med solen. Under de senaste åren har astronomer sökt efter samma process vid planeter i andra solsystem. Till exempel genomförde ett internationellt team av astronomer med ledning från bland annat National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) nyligen  observationer av två superjordar som kretsar mycket nära sina respektive stjärnor.

Dessa planeter, som inte har några kraftiga ursprungliga atmosfärer, representerar en chans att undersöka utvecklingen av atmosfärförändringar på heta steniga planeter. Dr. Hirano och hans team valde två planeter som ursprungligen identifierats av  NASA: s Transitting Exoplanet Survey Spacecraft (TESS) - TOI-1634b och TOI-1685b. Dessa två superjordplaneter kretsar kring M-stjärnor (röda dvärgar) och finns cirka 114 respektive 122 ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Perseus.

TOI-1685 b är en exoplanet som kretsar kring stjärnan TOI-1685, belägen cirka 122,7 ljusår bort och TOI-1634 b är en exoplanet som kretsar kring stjärnan TOI-1634 belägen cirka 115,0 ljusår från oss.

I Studien beskrivs deras resultat nyligen publicerade i The Astrophysical Journal under ledning av Dr. Teruyuki Hirano från NAOJ och The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI) i Tokyo, Japan. Till att börja med bekräftade Dr. Hirano och hans kollegor att planeterna är steniga superjordar som mäter 1,7 och 1,79 jordradier och är 4,91 och 3,78 gånger så massiva som jorden. De bekräftade också att de har korta omloppsbanor24 respektive mindre än 17 timmar att slutföra ett varv runt sina röda dvärgstjärnor. De fann att de saknade en väte - heliumatmosfär liknande vad jorden hade för miljarder år sedan. Med all sannolikhet på grund av planeternas närhet till sina solar. Röda dvärgstjärnor är benägna att blossa upp  emellanåt vilket är förödande för närbelägna planeters bildande av atmosfär.

Dessa planeter ger dock en stor möjlighet att studera hur atmosfärer utvecklas på steniga planeter särskilt de som kretsar kring röda dvärgstjärnor. Dessutom innebär det faktum att dessa planeter saknar atmosfär att astronomer kommer att kunna testa teorier om steniga planeter som kretsar nära röda dvärgstjärnor. Jämfört med gula dvärgar av G-typ (som solen) är röda dvärgar kända för att vara variabla istället för lugna i sitt sken och benägna att blossa upp. Eftersom steniga planeter som kretsar inom en röd dvärgs beboeliga zon (nära sin sol) sannolikt är tidvattenlåsta (med ena sidan ständigt vänd mot stjärnan), är astronomer naturligtvis nyfikna på om de kan upprätthålla en atmosfär överhuvudtaget och i så fall hur länge. Röda dvärgar utgör uppskattningsvis 75 % av stjärnorna i Vintergatan och många steniga planeter har hittats i röda dvärgsystem (inklusive Proxima b, som kretsar runt den närmaste stjärnan till vår egen sol).

Upptäckten och analysen är inte positiv för sökandet efter liv på planeter i 75 % av solsystemen därute. De med en röd dvärgstjärna som sol. Så bäst vore att söka efter planeter där liv kan finnas i solsystem med en sol som vår gula sol. Det finns miljarder sådana solsystem därute.

Bild från https://www.universetoday.com/ på ovannämnda planeter ur en illustratörs synvinkel.

Ett tidigare okänt vattenkretslopp upptäckt på Mars

Ungefär vartannat jordår är det sommar på södra halvklotet på Mars under denna tid kan det ske att ett område i ovan får vattenånga effektivt att stiga från den nedre till den övre atmosfären.


Därifrån fortsätter vattenångan till Nordpolen. På vägen sönderfaller vattenångan till viss del och försvinner i sina beståndsdelar väte och syre medan en del faller tillbaks som vattenånga nära nord- och sydpolen.


Forskare från Moskva Institutet för fysik och teknik och Max Planck-institutet i Tyskland där man forskar om solsystemet beskriver detta vattenkretslopp på Mars i en nyligen publicerad artikel i Geophysical Research Letters.


Genom datorsimuleringar har de visat hur vattenånga övervinner hinder av kall luft i den mellersta atmosfären i Mars och når högre luftlager. Detta kan bidra till att förstå varför Mars till skillnad från jorden har förlorat det mesta av sitt vatten. 


För miljarder år sedan var Mars en planet rik på vatten med floder och även en ocean. Sedan dess har vår närliggande planet förändrats dramatiskt idag finns bara små mängder fruset vatten kvar i marken. I atmosfären förekommer vattenånga endast som spår av detta.


”När det är sommar på södra halvklotet, vid vissa tider på dagen kan vattenånga stiga lokalt med varmare luftmassor och nå den övre atmosfären”, säger Paul Hartogh från MPS.


 I den övre atmosfärens skikt bär luftströmmar gasen längs longituderna till Nordpolen, där det kyls ner och sjunker igen. Dock kan en del av vattenångan försvinna under påverkan av solstrålning, vattenmolekylerna upplöses och väte flyr ut i rymden.


Nog hade det varit spännande att ha sett Mars under den tid den hade haft mycket vatten och floder. Undrar om liv hade uppstått i någon form då och vad som förundrar mest är varför Mars blev en planet med mycket floder och sjöar för att sedan missta allt igen?


Bild, nordpolen på Mars.

Titans försvunna sjöar

Planetforskare Shannon MacKenzie och hennes  kollegor har upptäckt att sjöar försvinner under Saturnus största måne Titans vår. Titans årscykel är 29,5 jordår.
  

 Mitt i Titans vinter 2006 visades genom rymdfarkosten  Cassinis Radarobservationer att tre sjöar var fyllda med vätska. Men när Cassinis värmekameror försökte hitta sjöarna  2013 under månens vår hade alla tre förvunnit.


Forskare hade tidigare upptäckt att Titans sjöar vilka är  fyllda med kolväten av slaget metan och etan krymper under månens somrar. Men en ny analys av data från Cassini visar att vissa sjöar helt försvinner från månen redan under våren. De torkar upp.

 Troligen beror det på att dessa sjöar enbart blir några cm djupa under vinter och höst och därför till motsatts till andra sjöar på Titan vilka kan vara på upp till  hundra meters djup enbart minskar i storlek.


Men det visar att även på Titan finns en årscykel inte av slaget vattnets kretslopp som på Jorden utan en etan-metankretsloppets cykel. 


Bilden är på Titan.

Därute finns Galaxer vilka efterhand dör ut

Galaxers stjärnor har ett begränsat liv. en dag slocknar stjärnor en efter en genom att deras bränsle förbrukats. Det är en lång process.

Men en galax får samtidigt nytt material från den döende stjärnan vilket kan skapa nya stjärnor. En process vilken hela tiden sker i de flesta galaxer.

 Men sedan finns det galaxer vilkas nya material vid stjärndöd försvinner ut från galaxen och nya stjärnors bildande stryps. En process som kallas Ram Pressure Stripping.

Processen vilken på något vis börjat här är ännu en inte helt löst gåta. Men det tros ha att göra med mörk energi och mörk materia.

Gåtan försöker man lösa på bland annat ICRAR (international centre for radio astronomy research i Australien).