Rymdfarkosten New Horizons vaknar efter ett års avstängning

 

Bild wikipedia på New Horizon.

Den 23 juni bekräftade flygledare vid Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland att New Horizons som agerade på lagrade kommandon som kopplats upp till dess huvuddator i juli förra året nu  vaknat efter en 321 dagar lång viloperiod som började den 7 augusti 2025. Med rymdfarkosten som nu befinner sig cirka 9,5 miljarder kilometer från jorden tog det cirka 8 timmar och 52 minuter för radiosignalerna att nå APL Mission Operations Center via NASAs Deep Space Network-station nära Madrid, Spanien. Nu ska den sända hem insamlad data från Kuiperbältet som insamlats under sin viloperiod.

Uppdragsteamet placerar vanligtvis New Horizons i resursbesparande viloläge under långa kryssningsperioder så allt är normalt. Medan rymdfarkosten går i vila skickar operatörerna inga kommandon eller hämtar data men farkosten fortsätter då att samla in och lagra data dygnet runt från sina heliosfäriska plasmasensorer genom Solar Wind at Pluto S och Pluto Energetic Particle Spectrometer ScienceInvestigation,  samt dess rymddammdetektor.

 Venetia Burney student and Dust Counter, Alice Bowman, New Horizons uppdragschef på APL, beskriver att rymdfarkosten rapporterade tillbaka till jorden via Deep Space Network med en veckovis statusbeacon . "Varje statusrapport under denna viloperiod var 'grön', vilket betyder att allt var bra ombord på New Horizons varje vecka," beskriver hon.

När New Horizons återupptar aktiv verksamhet noterade Bowman då kommer teamet att börja nedlänka hälso- och säkerhetsdata från rymdfarkoster, följt av data från de tre vetenskapliga instrumenten. Om ungefär tre veckor kommer rymdfarkostens ombordvarande ultravioletta spektrograf att undersöka vätgasfördelningen i den yttre heliosfären medan solvinden vid Pluto, Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation och Venetia Burney student med t Dust Counter-instrumenten fortsätter sina mätningar, och markteamet genomför en serie farkost och instrumentkontroller.

Teamet slutför också uppgraderingar av marksystemmjukvaran som kommer att göra det lättare att upprätthålla rymdfarkostens drift. Testerna pågår redan och förväntas fortsätta under året.

New Horizons arbetar med uppdaterad autonomilogik som är utformad för operationer längre från solen och för att anpassa sig till den förväntade effektminskningen och den naturligt förekommande ökningen av radiosignalens restid.

NASA:s rymdfarkosters utforskning av denna avlägsna del av solsystemet markerar det senaste steget i en resa som började i januari 2006 med den snabbaste uppskjutningen som registrerats en förbiflygning av Jupiter i februari 2007 som inkluderade fantastiska vyer över gasjätten och dess månar genom den första utforskningen genom Plutosystemet gjort i juli 2015. Den första utforskningen av ett Kuiperbälte-objekt, Arrokoth gjordes i januari 2019, samt unika studier av solens yttre heliosfär och dussintals ytterligare objekt i Kuiperbältet sedan dess.

Den ovanliga galaxen Centaurus A

 

Bild wikipedia Centaurus A är en gigantisk stor elliptisk radiogalax (med gigantiska områden av radioemission som sträcker sig långt bortom dess synliga struktur). Den finns  i stjärnbilden Kentauren på ett avstånd från oss på ca 11-13 miljoner ljusår.

Nya bilder från NASAs James Webb Space Telescope visar att Centaurus A till skillnad från de flesta närliggande galaxer är mycket aktiv. Något som gör den till ett kraftfullt laboratorium för att förstå hur galaxer och svarta hål växer och utvecklas tillsammans. I dess centrum finns ett supermassivt svart hål som aktivt livnär sig på omgivande material. Då så sker skickar det svarta hålet ut kraftfulla jetstrålar och frigör enorma mängder energi vilket formar galaxens omgivning.

Samtidigt bär Centaurus A spår från ett dramatiskt förflutet, En stor kollision med en annan galax för ungefär två miljarder år sedan. Efterdyningarna av denna sammanslagning är fortfarande synliga genom galaxens ovanliga struktur och pågående stjärnbildning.

Observationer i synligt ljus från NASAs Hubble-teleskop kunde inte avslöja det centrala området där damm blockerade sikten medan NASAs pensionerade Spitzer-rymdteleskop avslöjade storskaliga strukturer i infrarött dock utan att lösa upp sikten till  enskilda stjärnor. Nu tillför Webbteleskopet  både klarhet och djup och blottlägger galaxens inre och visar stjärna för stjärna. "Inget enskilt teleskop berättar hela historien," beskriver Shawn Domagal-Goldman, divisionschef för astrofysik vid NASA:s huvudkontor i Washington. "Upptäckter växer över tid och nya observatorier bygger vidare på de grunder som lagts under tidigare observationer med skilda teleskop.

Webbteleskopet representerar det mest kraftfulla teleskopet hittills och öppnar ett fönster in i våglängder och detaljer som aldrig tidigare varit tillgängliga. Detta gör det möjligt för astronomer att undersöka strukturer och processer som andra teleskop inte kan upptäcka . "Webbs mellaninfraröda teleskop  lyfter fram galaxens rika strukturer av damm som lyser i intrikata former som överraskar och till och med förbryllar astronomer. Ett förvridet, parallellogramliknande band skär genom galaxens centrum, medan materialiska strimmor sträcker sig utåt som kosmiska moln.

En "S"-formad detalj är det mest anmärkningsvärda på bilden från Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument). Formationen är ovanlig och väcker frågor som kräver vidare studier för att besvaras. Vad skapade denna form? Hur påverkad det av  det svarta hålet? Påverkas det av sammanslagningsinducerad stjärnbildning? Ingen vet.

Många av de lysande röda punkterna i MIRI-bilden är  stjärnor i  dammig miljö eller där stjärnor bildas, där åldrande stjärnor stöter från sig material ut i rymden. Detta damm är råvaran för framtida generationer av stjärnor och planeter vilket gör det viktigt för galaxens pågående och fortsatta  livscykel.

Nu är bevisat universum är inte en datorsimulering

 

Bild https://www.needpix.com

Kan universum vara en datorsimulering som körs på någon avancerad civilisations superdator. Idén  uppkom då datorer började användas.

Ny forskning från UBC Okanagan (University of British Columbia Okanagan)  har nu matematiskt bevisat att detta inte bara är osannolikt utan det är även omöjligt.

Dr. Mir Faizal, adjungerad professor vid UBC Okanagans Irving K. Barber Faculty of Science, och hans internationella kollegor, Drs. Lawrence M. Krauss, Arshid Shabir och Francesco Marino, har visat att verklighetens grundläggande natur fungerar på ett sätt som ingen dator någonsin kan simulera.

"Det har föreslagits att universum skulle kunna simuleras och finnas som en simulering i en dator. Om en sådan simulering vore möjlig skulle det simulerade universum självt kunna ge upphov till liv vilket i sin tur skulle kunna skapa sin egen simulering. Denna rekursiva möjlighet (ett cirkelresonemang) gör det mycket osannolikt att vårt universum är det ursprungliga, snarare en simulering inbäddad i en annan simulering," beskriver Dr. Faizal. "Denna idé ansågs en gång ligga utanför räckhåll för vetenskaplig forskning och därmed möjlig och obevisbar. Vår senaste forskning har dock visat att det idén kan  hanteras vetenskapligt."

De nya forskningen vilar på en fascinerande egenskap hos verkligheten själv. Modern fysik har gått långt bortom Newtons påtagliga upptäckter av rymden. Einsteins relativitetsteori ersatte Newtons mekanik. Kvantmekaniken förändrade återigen vår förståelse. Dagens banbrytande teori, kvantgravitation antyder att inte ens rum och tid är fundamentala. De uppstår ur något djupare, ren information.

Denna information finns i det som fysiker kallar en platonsk värld (fysik som  handlar främst om den filosofiska ståndpunkten matematisk platonism. Den innebär att matematiska lagar och strukturer existerar objektivt och oberoende av det mänskliga medvetandet. Det fysiska universum vi observerar anses då bara vara en föränderlig projektion av dessa eviga och perfekta idéer.) en matematisk grund som är mer verklig än det fysiska universum vi upplever. Det är från denna värld som rum och tid uppstår.

Här blir det intressant. Teamet visade att även denna informationsbaserade grund inte kan beskriva verkligheten fullt ut med enbart matematisk beräkning. De använde kraftfulla matematiska satser  inklusive Gödels ofullständighetssats för att bevisa att en fullständig och konsekvent beskrivning av allt kräver det de kallar "icke-algoritmisk förståelse." (Icke-algoritmisk förståelse innebär förmågan att greppa helheter, kontext och mening på ett sätt som inte kan reduceras till fasta regler eller matematiska beräkningar. Denna typ av mänsklig intuition och medvetenhet anses omöjlig att programmera, simulera eller helt ersätta med artificiell intelligens.)

Tänk så här. En dator följer recept, steg för steg, oavsett hur komplexa de är. Men vissa sanningar kan bara förstås genom icke-algoritmisk förståelse. Förståelse som inte följer av någon följd av logiska steg. Dessa "Gödelska sanningar" är verkliga, men omöjliga att bevisa genom beräkning.

Här är ett grundläggande exempel med påståendet "Detta sanna påstående är inte bevisbart." Om det vore bevisbart skulle det vara falskt vilket gör logiken inkonsekvent. Om det inte är bevisbart är det sant men det gör att alla system som försöker bevisa det är ofullständiga. Hur som helst misslyckas ren beräkning.

"Vi har visat att det är omöjligt att beskriva alla aspekter av den fysiska verkligheten med hjälp av en beräkningsteori om kvantgravitation," påtalar Dr. Faizal. "Därför kan ingen fysiskt fullständig och konsekvent teori om allt härledas enbart från beräkning. Snarare kräver det en icke-algoritmisk förståelse, som är mer grundläggande än de beräkningslagar för kvantgravitation och därmed mer grundläggande än rumtiden själv."

Eftersom de beräkningsmässiga reglerna i den platonska världen i princip skulle kunna likna de för en datorsimulering borde väl det riket självt kunna simuleras?

Nej, säger  nu forskarna. Deras arbete avslöjar något djupare.

"Med utgångspunkt i matematiska satser relaterade till ofullständighet och odefinierbarhet visar vi att en fullt konsekvent och fullständig beskrivning av verkligheten inte kan uppnås enbart genom beräkning," förklarar Dr. Faizal. "Det kräver icke-algoritmisk förståelse vilket per definition ligger bortom algoritmisk beräkning och därför inte kan simuleras. Därför kan vårt universum inte vara en simulering."

Medförfattaren Dr. Lawrence M. Krauss påtalar att denna forskning har djupgående konsekvenser.

"Fysikens grundläggande lagar kan inte hållas inom rum och tid eftersom rum och tid genererar dem. Det har dock länge hoppats att en verkligt grundläggande teori om allt så småningom skulle kunna beskriva alla fysiska fenomen genom beräkningar grundade i dessa lagar. Ändå har vi visat att detta inte är möjligt. En fullständig och konsekvent beskrivning av verkligheten kräver något djupare en form av förståelse som kallas icke-algoritmisk förståelse."

Teamets slutsats är tydlig och markerar en viktig vetenskaplig prestation, beskriver Dr. Faizal.

"Varje simulering är i grunden algoritmisk. Den måste följa programmerade regler," beskriver han. "Men eftersom den grundläggande verklighetsnivån bygger på icke-algoritmisk förståelse, kan universum inte vara och kan aldrig vara, en simulering."

Simuleringshypotesen ansågs länge vara otestbar förpassad till filosofi och till och med science fiction, snarare än vetenskap. Denna forskning placerar den tydligt inom matematikens och fysikens område och ger ett definitivt svar. Svaret att vi inte kan leva i en datorsimlering.

Deras forskningsresultat, publicerades i Journal of Holography Applications in Physics här visas inte bara som i The Matrix att vi kanske lever i en datorsimulering utan att vi säkert inte gör det.  De bevisar något mycket djupare att universum är byggt på en typ av förståelse som existerar bortom räckhåll för någon algoritm

Kan AI ge svar med hjälp av Fermi-paradoxen om vi är ensamma i universum eller inte.

Bild https://easy-peasy.ai/ Finns de eller liknande därute i kosmos?

I en ny artikel  i förtryck på arXiv av den österrikiske forskaren Sergey Ivliev, beskrivs vad den bredskalig användningen av AI innebär för mänsklighetens framtid i rymden och särskilt vad den betyder för den slutgiltiga frågan om vi är ensamma i galaxen eller inte.  

En ram i sökande på jakten på utomjordisk intelligens kom från den berömde fysikern Enrico Fermi, som helt enkelt frågade "Var är alla?" vid en lunchdiskussion i Los Alamos på 1950-talet. Även om det aldrig officiellt publicerades har Fermis lunchpartners från den dagen fört vidare en muntlig historia om det samtalet som har cementerat det till Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), åtminstone tills Michael Hart formellt lade fram argumentet och matematiken för den underliggande frågan i en artikel 1975.

Det finns gott om möjliga svar på Fermiparadoxen (läs om den här lätt att förstå och den innehåller mycket tänkvärt) många svar finns på internet och vissa mer giltiga än andra. Men Ivliev, doktor i matematisk ekonomi och grundare av miljöprojektkonsultfirmor som Peatland Ecosystems och Vlinder, föreslår en ny lösning: Quiet Expansion-filtret (se artikel ovan).

Artikeln centrala argumentation är att det inte finns tusentals utomjordiska megastrukturer som lyser upp natthimlen eftersom då en civilisation når tröskeln för autonom AI-kosmoindustri (AICI), blir "högljudda", resurshungriga imperier motiverade av prestige eller romantisk irrationalitet. Detta betyder dock inte att expansionen upphör istället skiftar den till ett "tyst" läge drivet av rationella mål som överlevnadsdiversifiering, kunskapsbevarande och vetenskaplig observation. AICI-tröskeln nås när en civilisation har ett självförsörjande industriellt och beräkningssystem utanför planeten som kan designa, tillverka, reparera och skjuta upp rymdutrustning genom AI-medierad autonomi.

Vi tar redan försiktiga steg i denna riktning med framväxten av rymdbaserade datacenter, men verklig AICI där en civilisation kan utöka sin infrastruktur bortom sin hemplanet utan kontinuerlig biologisk intervention  är långt bortom våra nuvarande kapaciteter och kunskaper.

I denna anda bygger Ivlievs arbete vidare på astrofysikern Sergey Popov, som påpekade att ett verkligt rationellt AI-system skulle avvisa människoliknande motiv för rymdresor ur romantik, erövring eller prestige. Istället skulle AI se rymdexpansion som en riskhantering.

För en AI kan det leda till en enda felpunkt att lägga alla ägg i en korg  oavsett om den är en enskild planet, solsystem eller till och med galax. Därför är expansion mycket logiskt som ett sätt att mildra risken från just den felpunkten. När vi har nått AICI är kostnaden för att skicka en interstellär sond på 10 kg till en annan stjärna med 1 % av ljusets hastighet ungefär 4,5x10^13 joule. En liten bråkdel av den totala energibudgeten för en civilisation som den beskrivna. Detta har uppenbara konsekvenser för varför vi aldrig har hittat "högljudda" teknosignaturer. I detta scenario betyder ett "noll"-resultat av att inte kunna hitta den termiska signaturen från en Kardashev-III-skala (en metod för att mäta en civilisations teknologiska utvecklingsnivå baserat på dess totala energiförbrukning ) civilisation inte att galaxen är tom. Det betyder bara att de framgångsrika civilisationerna lever i ett "lugnt" tillstånd ifall reservplaner behövs. 

Men det finns en annan, mer hotfull implikation i detta ramverk. Om interstellära backuper är billiga att tillverka och vi inte har hittat några i vår egen närmiljö betyder det antingen att vi är en av de första civilisationerna som når den punkten eller att övergången från ett planetärt industriellt samhälle till ett rymdbaserat är en svår väg att gå. Visserligen är de sonder som sådana civilisationer skulle skicka ut förmodligen svåra att hitta även i våra egna solsystem (om de finns): Men om de finns och vi inte finner dem kan det betyda  att de finns på okänt territorium och vi kanske bara stöter på ett filter som tystat resten av galaxen. Det är en obevisad tanke, men en att ha i åtanke när vi börjar utveckla våra egna AI-förmågor.

Rekommenderar att ni läser om Fermos paradox ovan den är läs och tänkvärd.

En tidigare okänd bergart har upptäckts på Mars.

 

Bild wikipedia mineralet granat. Obs det på bilden är från jorden.

Ett internationellt forskarteam har identifierat en tidigare okänd typ av sten på Mars. Mineralet de upptäckte för första gången är en granat och upptäcktes i  ett marsianskt prov.

Upptäckten ger en sällsynt inblick i Mars forntida historia och kan hjälpa forskare att pussla ihop planetens 4,5 miljarder år långa geologiska historia.

Upptäckten  gjordes av ett internationellt forskarteam där ibland annat James Darling, professor Earth and Planetary Science, from the University of Portsmouth’s School of the Environment and Life Sciences ingick.

På jorden är granat en mörkröd ädelsten populär bland både forntida egyptier, romare och den viktorianska eliten i smycken och utöver det januari månads sten.  Det är ett hörnstensmineral (innebär en ett nyckelmineral som är avgörande för att förstå geologiska processer, bergarters ursprung eller ekonomiska malmfyndigheter). Det är inte en strikt mineralogisk klass utan en term som används av forskare för att lyfta fram mineralers betydelse  inom geologin och ger en kraftfull dokumentation av de tektoniska krafter, malmbildande processer och vätske-bergartsinteraktioner som formar jordens skorpa och mantel.

 Upptäckten på Mars ger en ny geologisk tidskapsel med ledtrådar om de temperaturer, tryck och processer som formade planeten för miljarder år sedan.

Professor Darling beskriver: "Upptäckten tillför en ny dimension till vår förståelse av Mars geologi och öppnar ett nytt fönster in i utvecklingen av Mars."

Forskningen leddes av Tanya Kizovski, biträdande professor i geovetenskap vid Brock University i Kanada.

Hon beskriver: "Denna upptäckt kommer att utöka vår kunskap om de geologiska processer som är möjliga historiskt på Mars. Denna nya granatbärande bergart kan ge oss ledtrådar om hur Mars har förändrats genom sin historia och nya insikter i de uråldriga miljöer som kan ha bildat granaten och relaterade mineraler."

Kizovski och kollegor vid Royal Ontario Museum (ROM) fick kännedom om granatens närvaro när de analyserade ett fragment av en marsmeteorit känd som NWA 8171 i ROM:ens samlingar.

Det var då Kizovski försökte identifiera fragmentets mineraler och kemiska sammansättning det upptäcktes.

"Den där lilla delen av meteoriten som undersöktes (hittades på Mars med hjälp av rovers)  såg verkligen intressant ut och kemin var lite märklig," beskriver hon. "Först antog vi att det var ett mineral som heter pyroxen, vilket är mycket vanligt. Men sedan bestämde vi oss för att titta en gång till." Med hjälp av University of Portsmouths enhet för elektronmikroskopi och mikroanalys samt ROM:s specialiserade laserutrustning blev teamet som även inkluderar forskare från Universita di Trieste i Italien och Open University i Storbritannien förvånade över att upptäcka granat, ett mineral som inte hade identifierats på Mars tidigare.

Teamet analyserade fragmentets kemi och minerologi och spekulerade i granatens ursprung. Professor Kizovski sade: "Granat är ett klassiskt exempel på ett mineral som ofta finns i metamorfa bergarter på jorden. Metamorfosprocessen omvandlar magmatiska eller sedimentära bergarter till en ny form genom exponering för extrem värme, högt tryck eller heta vätskor.

"På Mars kan värmen och trycket som krävs för att producera granat genom metamorfos ha kommit från nedslaget av en meteorit som träffat Mars yta, magma som stiget upp i Mars skorpa eller båda." Forskare behöver nu studera granatens isotopsignaturer för att verifiera om den ursprungligen kom till på Mars eller på en annan planetkropp.

Säkert finns fler ännu oupptäckta slag av mineraler på Mars att upptäcka.

Teamets studie Expanding Mars' lithologic diversity: discovery of a granat-bearing clast in NWA 8171 publicerades tisdagen den 16 juni i Geochemical Perspectives Letters. 

Exoplaneten WD 1856 b klarade sig när dess sol blev en röd jätte. Men hur?

 

Bild https://science.nasa.gov  Exoplaneten WD 1856 b, som visas i denna konstnärs koncept ovan är en gasjätte som kretsar runt sin sol på ett avstånd 50 gånger närmare än jorden kretsar runt solen. Observationer med NASAs James Webb Space Telescope kunde bestämma planetens temperatur och upptäckte då även molekyler i dess atmosfär. Bild: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

NASAs James Webb Space Telescope ger nya insikter i solsystems avlägsna framtid som liknar vårt eget, samtidigt som Webb fortsätter att avslöja universums hemligheter och vår plats i det. För miljarder år sedan svällde en solliknande stjärna som närmade sig slutet av sin existens enormt i storlek och blev en röd jätte innan den kastade ut sina yttre lager och  kvar blev en het vit dvärgstjärna. Då den var en röd jätte borde stjärnan ha slukat och förstört alla närliggande planeter.

Ändå har astronomer funnit en exoplanet (exoplaneten WD 1856 b) i Jupiter-storlek som kretsar runt den vita dvärgen med ett varv var 34:e timme på ett avstånd av mindre än 3 miljoner kilometer. WD 1856 b kretsar extremt nära sin sol ett avstånd 50 gånger närmare än jorden kretsar runt vår sol. Om WD 1856 b ursprungligen hade kretsat på det avståndet skulle den ha utplånats då stjärnan var en röd jätte. Teamet kunde också bestämma planetens temperatur. Under passagen blockerades ljuset från stjärnan delvis, men infrarött ljus minskar mindre än andra våglängder. Data visade att planeten har en temperatur på cirka 126 grader Celsius  betydligt varmare än om dess enda värmekälla var ljuset från den vita dvärgen.  

Christopher O'Connor från Northwestern University i Illinois och medförfattare till en ny artikel (se nedan) var ansvarig för att spåra planetens temperatur tillbaka i tiden. O'Connor beskriver "Den stora frågan är hur WD 1856 b hamnade där den är idag. Det finns två teorier. En är att WD 1856 b slukades av stjärnan under dess röda jättefas och likväl lyckades klara av inneslutningen i den röda fasen av stjärnan under en lång tid (Vilket låter som science fiction då denna tid beräknas till 700 miljoner år). Den andra teorin  är att migration skedde på grund av gravitationseffekten från andra objekt i systemet. Den nu vita dvärgen är en del av ett trippelstjärnsystem och följeslagarstjärnorna kan ha påverkat WD 1856 b:s bana."

Troligare scen anser jag. Alternativt kan om vi tar vårt eget solsystem den gången vår sol sväller att följande kan ske. Jupiter dras inåt av gravitationen av den röda jätte solen då är och följer med mot den då den minskar sin storlek till en vit dvärg och då balans mellan gravitationen och Jupiters storlek och densitet sker hamnar i en liknande bana.

Forskarna insåg att det inte fanns någon energikälla som kunde generera den värmen som idag finns på WD 1856 b så det måste vara kvarvarande energi från en tidigare tid då planeten värmdes upp. De drog slutsatsen att uppvärmningen troligen skedde mellan 3 och 5,5 miljarder år efter att stjärnan blev en vit dvärg. I detta scenario befann sig planeten i en vid omloppsbana som höll den säker från stjärnan under dess destruktiva röda jättefas, och migrerade först senare till sin nuvarande plats. "När planeten rörde sig inåt har dess interaktioner med den vita dvärgens starka gravitation fått den att värmas upp avsevärt men den har svalnat sedan dess," beskriver O'Connor. Om ungefär fem miljarder år kommer solen att få slut på vätebränsle i sin kärna och svälla upp och bli mer än 100 gånger större än den är nu till en röd jättestjärna. Den kommer då att släppa sina yttre lager och avsluta sin existens som en vit dvärgstjärna. Merkurius, Venus och möjligen jorden kommer att förstöras av den röda jätten.

Vad som blir av Mars är osäkert den kan till och med följa med genom gravitationen in mot den vita dvärgen och krascha in i den enligt mig.

Dock är ödet för de mer avlägsna planeterna, särskilt gasjättarna, oklart. Att hitta och studera planeter i omloppsbana runt resterna av solliknande stjärnor efter deras utslocknande är ett sätt att lära sig vad som kan hända i vårt eget solsystem i en avlägsen framtid.

Resultaten publicerades på onsdagen i tidskriften Nature. 

En iskall exoplanet med saltmoln i atmosfären.

 

Bild https://news.northwestern.edu/  Den rosa exoplaneten GJ504b upptäcktes 2013 och kretsar runt en solliknande stjärna  57 ljusår från jorden. Med ungefär 25 gånger Jupiters massa ligger den nära den suddiga gränsen mellan vad som är jätteplaneter och bruna dvärgar. Astronomer kallar den därför en "planetarisk massaföljeslagare", vilket betyder att det är ett planetstort objekt som kretsar runt en stjärna. Illustration ovan med tillstånd från NASA/Goddard Space Flight Center.

Under mer än ett decennium var den uråldriga, rosa dimmiga världen en utmaning för astronomer och en av de kallaste kända planeter som någonsin avbildats. Att se dess ljusspektra från jordens teleskop går inte. Först med observationer från James Webb Space Telescope (JWST) avslöjades en atmosfär fylld av exotisk kemi och salta moln. Här var något som ingen tidigare sett.

Observationerna ger de första direkta bevisen för saltmoln i ett kallt objekts atmosfär. Ett fenomen som forskare haft teorier om mer än 15 år tillbaka men inte upptäckt förrän nu. Upptäckten markerar även ett viktigt steg till att studera allt kallare objekt som är för svaglysande för att undersökas med markbaserade teleskop.

"Den rosa planeten är den kallaste följeslagaren som någonsin upptäckts med markbaserade instrument," beskriver Northwesterns Aneesh Baburaj, som ledde studien. "Många team runt om i världen gjorde uppföljande observationer för att studera dess ljusspektra, men det var för svagt för markbaserade instrument. Det gjorde den till ett perfekt mål för JWST. När vi äntligen fick dess spektrum såg det genast intressant ut. Då vi började gräva djupare i insamlad data insåg vi att det var  något vi tidigare aldrig analyserat."

Som expert på exoplaneter är Baburaj postdoktoral forskare vid Northwesterns Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA). Arbetet utfördes i samarbete med forskare vid Space Telescope Science Institute (STScI), inklusive Marshall Perrin, som utarbetade observationsprogrammet till detta objekt. Perrin är medlem i JWST:s teleskopforskarteam. Teamet som bidrog till teleskopets design och nu ansvarar för dess nuvarande dagliga verksamhet.

 Medan de flesta direkt avbildade exoplaneter har en temperatur på mellan 500-1000 grader Celsius har GJ504b bara 290 grader Celsius.

GJ504b ålder är den troliga orsaken till dess kyligare temperatur, beskriver Baburaj. Även om från början är brännande heta, svalnar jätteplaneter när de åldras. I den nya studien uppskattas att GJ504b är mellan 2,5 miljarder och 4 miljarder år gammal.

Med hjälp av JWST fångade Baburaj och hans team GJ504b:s svaga ljus. Sedan använde de avancerade databehandlingstekniker för att ta bort bländning från dess mycket ljusare sol. Denna kombination avslöjade slutligen följeslagarens spektrum, en graf som delar upp spritt ljus i komponentfärger. Varje färg representerar ett eget element. Genom att analysera ett objekts spektrum kan forskare upptäcka förekomsten av specifika grundämnen och molekyler.

Data avslöjade en rik blandning av kemikalier, inklusive vattenånga, metan, koldioxid, ammoniak och med flera molekyler. För att rekonstruera följeslagaren matade forskarna in dessa data i en astrofysisk modell. Men något stämde inte. Följeslagarens simulerade atmosfär stämde bara överens med observationerna om den innehöll ovanliga, fysiskt osannolika drag. När forskarna lade till moln i modellen försvann de ovanliga egenskaperna. Svaret blev att saltmoln dolde sannolikt atmosfärens djupare lager och formade ljuset som nådde JWST.

"Vi körde simuleringar med moln, och resultaten stämde överens med vad vi vet om kalla planeter," beskriver Baburaj. "Vi provade tre olika sorters moln och saltmoln passade bäst. När vi räknade med saltmoln dämpade det signaturen av molekyler som låg djupare i atmosfären. Då blev resultaten fysiskt möjliga."

Spektrumet antydde också att GJ504b är ovanligt rik på tunga grundämnen (metaller). Mysteriet kring objektets bildning kvarstår, nuvarande data tyder på att det kan ha bildats antingen som en planet eller en liten men misslyckat bildad stjärna.

Baburaj säger att teknikerna som används i studien kan hjälpa till att lösa andra mysterier kring kalla, svaglysande planeter. Jupiter till exempel hyser moln av ammoniakis. Även om dessa molntyper fortfarande ligger utanför räckhåll för nuvarande observationer, tyder upptäckten av GJ504b:s saltmoln på att astronomerna snart kan observera dem.

Moln kan bildas av många skilda slag beroende på en planets temperatur. Det bör alltid beaktas och förstås anser jag.

"Det här är första gången vi har upptäckt att saltmoln är avgörande för att förklara spektrumet hos ett objekt," beskriver Baburaj. "Det blir en bra påminnelse om att ta hänsyn till moln i våra modeller."

Studien publicerades i Astronomical Journal.