Kan Venus haft en måne som kraschat på dess yta?

 

Bild Wikipedia Nedslagskratrar på Venus yta (inte naturlig färg, 3D-projektion rekonstruerad från radardata)

Forskare har teoretiserat att Venus kan ha haft  en måne som träffades av något massivt och utplånade den. Andra teorier kretsade kring idén att Venus aldrig genomgick en kollision med ett främmande objekt som resulterade i en måne.  Att jämföra med jorden där den rådande teorin är en sammanslagning med Theia  resulterade i vår måne. 

 "Min studie (se nedan) visar att Venus inte behövde någon katastrof för att bli det vi kan se idag," beskriver UCR:s (University of California, Riverside) astrofysiker och huvudförfattare Stephen Kane. "Det visar sig att planetens gravitation i kombination med den hastighet den naturligt roterar orsakade att en eventuell måne då skulle kollapsat ner på Venus."

Forskare kan exakt mäta avståndet mellan jorden och månen eftersom NASAs Apollo 11-landning lämnade speglar där (mätningen sker med utkast av laserpulser från jorden mot speglarna på månen och dess hastighet tillbaks som reflex.). "Vi vet att månen långsamt rör sig bort från jorden med en hastighet på ungefär fyra centimeter per år," beskriver Kane. Denna distansering, beskriver Kane, sker eftersom jorden roterar relativt snabbt på 24 timmar per rotation. Energin från denna rotation överförs till månen vilket gör att den avlägsnar sig.

Venus har precis motsatt situation. Det tar Venus 243 jorddagar att genomföra en enda rotation. Så istället för att gradvis röra sig bort, skulle den långsamma rotationen och planetens gravitation få en måne att i spiralform dras inåt mot Venus och sluta med en kollision.

För att testa idén om det hänt skrev Kane datormodeller baserade på fysiken bakom hur planetkroppar interagerar genom gravitation. Han återgav först jordens och dess månes utveckling för att säkerställa att modellen korrekt återgav ett känt system.

Sedan varierade han Venus rotationshastighet och storleken på dess hypotetiska månar, och testade månar med massor från hälften till tio gånger större än jordens månes massa. I de flesta simuleringar var resultatet detsamma: en eventuell måne skulle krascha ner på Venus. Och ju mer massiv månen var desto snabbare kraschade den i tid.

"När jag gjorde denna upptäckt blev jag chockad," beskriver Kane. "Jag trodde säkert att det breda spektrum av scenarier jag utforskade skulle leda till olika resultat. Men allt gick i stort sett åt samma håll."

Upptäckten bevisar inte att Venus en gång haft en måne. Om en måne funnits över Venus är  en öppen fråga. Studien visar däremot att om Venus hade haft en måne, skulle den inte kunna ha fortsatt existera i all oändlighet.

Att hitta fysiska bevis på en sådan kollision är svårt. Ungefär 80 % av Venus yta är liknande i ålder, vilket är bevis på en stor händelse där ytan återbildades för ungefär en miljard år sedan som raderade mycket av planetens tidigare geologiska historia.

Bevis på om en måne kraschat på ytan kan istället finnas under ytan. Forskare tror att jordens måne bildades efter en massiv kollision tidigt i planetens historia och seismologiska studier har avslöjat ovanliga strukturer djupt inne i jorden som kan vara rester av den händelsen. Liknande mätningar på Venus kan ge ledtrådar om huruvida den en gång absorberat en måne.

En sådan kollision skulle också kunna hjälpa forskare att förstå ett annat långvarigt mysterium kring Venus: om jordens närmaste  granne någonsin varit kapabel att hysa liv.

En måne som kraschar in i Venus skulle ha överfört enorm energi och rörelsemängdsmoment till planeten, vilket potentiellt skulle förändrat dess rotation, geologi och klimat. Om Venus en gång hade hav eller andra livsfördelaktiga förhållanden, skulle en sådan kollision kunnat förändrat planetens utveckling.

Konsekvenserna sträcker sig bortom Venus. Forskare som söker efter potentiellt beboeliga världar runt andra stjärnor letar ofta efter planeter som liknar jorden och betraktar närvaron av en måne som en faktor som kan påverka livsmöjligheten där.

Jordens måne driver tidvattnet, kan ha hjälpt till att hålla planeten geologiskt aktiv och har haft en djupgående inverkan på jordens utveckling. Forskare vet dock inte om en stor måne är nödvändig för liv på planet.

"Min känsla är att det finns fördelar med att ha en måne, men det är inte nödvändigt för  för liv ska finnas på planet," beskriver Kane. "Månen har definitivt förändrat hur jorden har utvecklats genom tiden, men vi vet inte helt hur viktig den rollen varit."

Kanes resultat tyder på att även planeter där månar bildats kanske inte kan behålla dem. Långsamt roterande planeter kan få månar att i spiral dras ned mot dess yta och krascha och dramatiskt förändra planeterna i processen.

"När folk tänker på planeter som liknar jorden runt andra stjärnor frågar de sig om här finns en måne?'" påtalar  Kane. "Min studie visar ett oroande scenario för många av dessa fall. Om dessa planeter inte roterar tillräckligt snabbt kommer månen att krascha mot ytan, och det skulle förändra historiens gång för dessa planeter."

Den nya forskningens resultat är publicerad i TheAstrophysical Journal, 

Så kan istället återjoniseringen ha gått till

 

Bild wikipedia Schematisk tidslinje över universum, som skildrar rejoniseringens plats i kosmisk historia.

Rejonisering (återjoniseringen) den process som fick elektriskt neutrala atomer i det ursprungliga universum att rejoniseras efter att ogenomsikten upphört (då universum vid sin första tid var omöjligt att se igenom allt man såg var ett vätemoln). Att upptäcka och studera rejoniseringsprocessen är utmanande flera vägar har prövats. Denna rejonisering drevs som man antar i dag av bildandet av de första stjärnorna och galaxerna.

Ett internationellt forskarteam med bland annat forskare från University of Michigan har avslöjat överraskande resultat som kan omskriva vår förståelse av en viktig övergång i det tidiga universum (Återjoniseringen).

Inom de första miljarderna år efter Big Bang fylldes universum med en dimma av neutralt väte som var ogenomtränglig för ultraviolett ljus. Idag har dock dimman lättat tack vare en epok som började för cirka 13 miljarder år sedan, känd som rejonisering (återjoniseringen).

Under rejoniseringen kolliderade energirik strålning från galaxer i det tidiga universum med neutralt väte som utgjorde dimman och bröt upp den i laddade, eller joniserade, protoner och elektroner.

"Så småningom, när den joniserade majoriteten av vätet som fyllde det intergalaktiska rummet, var återrejoniseringat blev universum det vi ser idag," beskriver Cody Carr, postdoktoral forskare vid U-M vid astronomiska institutionen. "Vi kallar rejonisering för universums sista stora fasövergång."

Men att identifiera källorna till den joniserande strålningen och förstå hur den undkom tidiga galaxer är en utmaning inom astronomin.

"Vi vet inte exakt vilka objekt som orsakade rejonisering eller hur den utvecklades," beskriver Carr, som ledde och genomförde studien som postdoktoral forskare vid Zhejiang University i Kina innan han började på U-M. "Vi vet att det ägde rum, men vi har inga fullständiga svar på de frågorna."

En ledande teori för vad som möjliggjorde rejonisering var att vindar skapade av supernovor, eller exploderande massiva stjärnor, i tidiga galaxer banade väg för joniserande strålning att undkomma. Nu, däremot, med hjälp av Hubbleteleskopet som har bland annat uppdraget att observera närliggande galaxer, har teamet visat att dessa vindar faktiskt saknades i de galaxer där joniserande strålning skedde..

"I princip är det inte vad vi trodde att dessa galaxer läckte joniserande strålning," enligt Carr.

Teamets resultat, publicerade i tidskriften Nature Astronomy (se nedan) stärker en alternativ teori bakom rejonisering. Denna teori hävdar att aktivitet från unga stjärnor hjälpte strålningen att försvinna innan supernovadetonationer skapade vindar tillräckligt kraftfulla för att omforma galaxer.

"Våra observationer visar att dessa fotoner flyr ut innan galaktiska vindar bildades," beskriver Carr.

Carr och hans kollegor arbetar för att säkra mer tid med Hubbleteleskopet för att samla in mer data som kan hjälpa till att besvara frågorna om hur joniserande strålning undkom galaxer. Och under tiden kan denna observation testas i datorsimuleringar och hjälpea astronomer att bättre förstå rejonisering.

"Supernovor spelar en central roll i kosmologiska hydrodynamiska simuleringar som förklarar hur den joniserande strålning undkommer från galaxer," beskriver Renyue Cen, seniorförfattare till studien samt professor och chef för Center for Cosmology and Computational Astrophysics vid Zhejiang University. "Våra fynd understryker behovet av att undersöka hur strålning och vindar från unga stjärnor formar den omgivande gasen innan de första supernovorna exploderade." OBS förstå skillnaden mellan joniserings och återjoniseringens tid.

Med Hubbleteleskopet observerade teamet närliggande galaxer där stjärnor bildas i astronomisk takt  vilka liknar några av de galaxer som tros ha hjälpt till att rejonisera det tidiga universum. Forskarna analyserade spektra från dessa galaxer, mätte vilka våglängder av ljus som undkommer galaxerna och hastigheterna på deras galaktiska vindar.

Gas i dessa vindar absorberar ljus vid specifika våglängder och lämnar dalar i spektra vars positioner och bredder avslöjar hur gasen rör sig. Teamet fann att galaxer med de snabbaste vindarna tillät den liten  del joniserande strålning att undkomma.

"Det verkar som att energitillförsel från supernovor har rört om omgivningen och ökat, snarare än minskat, täckningen av neutral gas och damm som hämmar joniserande strålningsutsläpp," beskriver Stephan McCandliss, huvudförfattare till den nya studien och chef för Center for Astrophysical Sciences vid Johns Hopkins University.

Studien inkluderade nästan 30 samarbetspartners från mer än ett dussin institutioner världen över. Sally Oey, professor i astronomi vid U-M, var en av dessa. Ytterligare finansiering för projektet tillhandahölls av Zhejiang University; Zhejiang provinsiella forskningsstödsprogram på högsta nivå; Nationella naturvetenskapliga stiftelsen i Kina; Ministeriet för vetenskap, innovation och universitet i Spanien; Europeiska regionala utvecklingsfonden; och Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020.

Studien med namnet: Lyman continuum escape during the onset of galactic winds in compact starbursts  kan läsas här.

Återjoniseringen är intressant man frågar sig helt enkelt hur det skedde och varför? För att inte tala om varför och hur och från vad och i skedde BigBang självt. Allt kan egentligen besvaras som det var omöjligt att något skedde från och av noll. Utöver det universums accelererande expansion åt alla håll samtidigt i dag. Kan det expanderas utifrån att allt genom gravitation dras allt närmre mot något i tid och rum?

Här kan den farliga solvinden hitta en väg förbi jordens magnetiska sköld.

 

Bild https://www.oulu.fi/ I ovan simulering av jordens magnetfält kommer solvinden från höger sida på bilden och Kelvin–Helmholtz-vågor är synliga högst upp. Färgen anger plasmats densitet. Bild: Lauri Holappa / Oulu universitet. Kelvin–Helmholtz-vågor uppstår när två skikt av gas eller vätska av olika hastighet eller densitet glider förbi varandra. Då detta sker påverkas skikten dem emellan och krusning uppkommer som bildar vågor som liknar de vågor som bryts på havet.

Jorden omges av ett magnetfält som bildar ett skyddande område känt som magnetosfären. 

 Den skyddar planeten från partiklar och energi som strömmar ut från solen, den såkallade solvinden vilken om den blir för stark kan störa el och internet på jorden. Men megnetosfären är inte förseglad. Vid dess ytterkant interagerar solvinden ständigt med jordens magnetiska sköld.

Dessa interaktioner styr till stor del rymdvädret. På jorden kan effekter uppträda som norrsken, men starka solstormar kan också störa satelliter, positioneringssystem, radiokommunikation och elnät. Den nya studien fokuserar på vågrörelsen som bildas där den snabbt rörliga solvinden sveper förbi magnetosfärens kant.

Vågorna kallas Kelvin–Helmholtz-vågor. Liknande vågmönster kan ibland ses i moln, och relaterade fenomen förekommer i solens atmosfär, vid kanterna av planeters magnetfält och i interstellärt rymd.

"Denna upptäckt växte fram ur en lång process i att tänka igenom vad jag såg. År 2020, när jag besökte NASA som postdoktoral forskare, lade jag märke till ovanliga simuleringsbilder av magnetosfären. Jag insåg senare att de visade Kelvin–Helmholtz-vågor vid magnetosfärens kant och att det skiftande beteendet hos vågorna på olika sidor var en del av samma fenomen," beskriver akademins forskningsstipendiat Lauri Holappa från forskningsenheten för rymdfysik och astronomi vid University of Oulu. Vågorna bildas inte som prydliga spegelbilder. Istället uppträder de asymmetriskt på olika sidor av magnetosfären.

Att studera dessa gränsvågor är utmanande eftersom satelliter bara snabbt passerar genom de mest aktiva områdena. Detta har lämnat forskarna med begränsad information om hur vågorna beter sig under olika solvindsförhållanden. I den nya studien undersökte forskarna deras bildning med datormodeller av hela magnetosfären.

"Asymmetrier i vågrörelsen vid magnetfältets kant har observerats tidigare, men nu kunde vi visa hur de uppstår," beskriver Holappa.

Resultaten visar att den asymmetriska vågaktiviteten orsakas av hur solvindens magnetfält möter jordens magnetfält. Solvinden rör sig  inte jämnt runt jorden. Istället sveper den och draperar sig runt magnetosfären på ett asymmetriskt sätt. Detta draperade magnetfält kan dämpa vågorna, men dämpningseffekten är inte densamma överallt.

Den starkaste vågaktiviteten  bildas på vinterhalvklotet då  norra delen av jordaxeln lutar bort från solen.. Beroende på solvindens magnetfälts riktning koncentreras det antingen på gryningssidan eller skymningssidan.

Studien IMF By-Controlled Dawn–Dusk and Hemispheric Asymmetries of Kelvin–Helmholtz Waves and Reconnection Geometry Under Negative Dipole Tilt publicerades i september 2026 i den vetenskapliga tidskriften Geophysical Research Letters. 

Kan ett svart hål bli två?

 

Bild https://www.sdu.dk/

Två svarta hål kan kollidera och slås samman till ett. Men kan det motsatta hända att ett svart hål delas upp i två mindre? Den frågan utforskas i en ny teoretisk studie: "When Black Holes Admit Pair-of-pants Topologies", publicerad i tidskriften Physical Review D. Se nedan;

- I vår studie undersöker vi vilka fysikaliska lagar som normalt förhindrar att ett svart hål delas till två. Vi undersöker också om vissa omständigheter ändå kan möjliggöra en splittring, beskriver Francesco Sannino, medförfattare till studien och professor i fysik vid Neapels universitet Federico II i Italien och Quantum Field Theory Center vid Syddanska Universitet.

Svarta hål delar sig normalt inte. Ett viktigt hinder som förhindrar detta kommer av termodynamiken.

Ett svart hål har det som fysiker kallar entropi. Enkelt uttryckt är entropi ett mått på hur många olika mikroskopiska sätt ett fysiskt system kan arrangeras samtidigt som det ser likadant ut utifrån. För ett vanligt, icke-roterande svart hål skulle en uppdelning i två mindre svarta hål minska den totala entropin. Det gör processen termodynamiskt ogynnsam.

Men saker kan vara annorlunda med snabbt roterande svarta hål. Teamets beräkningar visar att snabbt roterande svarta hål ger ett möjligt kryphål som möjliggör en splittring.

- Men de två resulterande svarta hålen måste också kunna separera istället för att falla tillbaka tillsammans och bli ett enda svart hål igen. När vi inkluderar detta krav stängs möjligheten till stor del , förutom möjligen för svarta hål som roterar nära sin maximala möjliga hastighet, beskriver Francesco Sannino.

Om en sådan delning skulle inträffa skulle det svarta hålets yttre gräns, känd som händelsehorisonten, bilda en byxliknande form (se bild ovan)  över tid: en sektion som delar sig i två "ben". Detta förklarar studiens ovanliga term "“pair-of-pants topologies”.

Författarna utforskar även mer exotiska möjligheter. I teorier som involverar ytterligare dimensioner av rummet känner fysiker redan till svarta hål-liknande objekt som kan bli instabila och börja brytas isär.

Under vissa av dessa förhållanden kan splittring bli termodynamiskt fördelaktigt, särskilt när ett av de resulterande svarta hålen är mycket mindre än det andra. Men det visar fortfarande inte att fragmenteringen faktiskt ska ske.

- Vi kan ännu inte ge en enda sannolikhet för att ett svart hål ska splittras. Det beror på hur gravitationen beter sig bortom Einsteins teori,och vi arbetar för att kvantifiera detta. Vi förväntar oss att små primordiala svarta hål är mer benägna att splittras än mycket större astrofysiska svarta hål. Vi kan upptäcka en splittring indirekt: gammastråleteleskop som Fermi-LAT kan söka efter signaler från små svarta hålfragment som kan bildas under sammanslagningar, säger Francesco Sannino.

Studien kan läsas här 

Medförfattare till studien är Giacomo Cacciapaglia, forskare vid Centre Nacional de la Recherche Scientifitque (CNRS) vid Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Énergies, ett gemensamt CNRS–Sorbonne Université laboratorium i Paris, samt Manuel Del Piano och Vania Vellucci, båda från Quantum Field Theory Center.

Splittring kan säkert ske då gigantiska gravitationskrafter är i rörelse. Men splittring till två nej det tror jag inte på utan dessa gigantiska gravitationskrafter drar enligt mig säkert all materia samman till en enda kropp efter en eventuell tillfällig gravitationell splittring.

Kan mörk energi förändras över tid.

 

Bild wikipedia

Mörk energi anses av många förbli oförändrad. Genom hela kosmiska historien tros den mystiska energin som tros driva universums accelererade expansion ha betett sig på samma sätt sedan tidens och rummets början. Men nu har ny Data från Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), som skapar den största tredimensionella kartan över universum visat tecken på att mörk energi kan ha förändrats över tid. Tänk om mörk energi inte är konstant? Det är frågan bakom nyare teoretisk forskning ledd av forskare vid Istanbul tekniska universitet (ITU).

I en artikel från 2025 i Physical Review D (se nedan) beskrivs hur ett internationellt team under ledning av professor Özgür Akarsu vid ITU:s fysikinstitution  undersökte en alternativ gravitationsteori där de medvetet utforskade ett område av teorin som tidigare studier hade lämnat  åt sidan. Det de fann var att mörk energi naturligt kunde producera en form av mörk energi vars densitet var negativ under universums första miljarder år innan den senare blev positiv som den är i dag (att tänka sig som materia och antimateria är). Arbetet utfördes i Akarsus forskargrupp vid ITU tillsammans med postdoktor Dr. N. Merve Uzun och doktoranden Bilal Bulduk, i samarbete med professor Nihan Katırcı från Doğuş universitet, en tidigare postdoktoral forskare i gruppen och professor Antonio De Felice vid Yukawa-institutet för teoretisk fysik vid Kyoto universitet, ett av världens ledande centra för teoretisk fysik.

Föreställ dig en karta med många vägar, men de flesta har färdats på samma väg i flera år. De andra vägarna finns redan på kartan, de har bara inte utforskats lika mycket. En liknande situation uppstod med teorin som studerades av ITU-drivna teamet. De uppfann inte en ny form av mörk energi utan återbesökte en befintlig alternativ gravitationsteori kallad teleparallellf(T)-gravitation. 

 Till skillnad från Einsteins allmänna relativitetsteori, som beskriver gravitation genom rumtidens krökning, använder teleparallell gravitation torsion som grund. Forskare har experimenterat med utvidgningar av denna teori i åratal för att se om modifierad gravitation kan förklara universums accelererande expansion.

Skillnaderna var betydande. Samma mängd materia idag kan leda till två mycket olika kosmiska utvecklingar. En väg stämmer nära överens med den standardiserade kosmologiska modellen, medan den förbisedda grenen uppvisar ett annat beteende av mörk energi som att dess densitet var negativ tidigare, korsade noll vid cirka rödskift 1,5, för ungefär nio och en halv miljard år sedan och blev positiv sedan dess.

Viktigt är att detta ovanliga beteende inte skapades bara genom att lägga till en fri parameter. Värdet som avgör vilken gren som dyker upp beror på universums nuvarande materietäthet. Följaktligen har denna modell samma antal kosmologiska parametrar som den standardiserade ΛCDM-modellen med sex parametrar. 

Trots sitt ovanliga beteende på kosmiska skalor visas i artikeln att denna gren kan förbli förenlig med de precisa gravitationstester som utförts i solsystemet, eftersom dess avvikelser från Einsteins teori naturligt undertrycks i täta miljöer.

Akarsu beskrev detta resultat som en påminnelse om att även etablerade teorier kan dölja outforskade möjligheter.

"I flera år har vi studerat ett scenario där mörk energi byter tecken och det har hållit sig anmärkningsvärt bra mot data som DESI samlar in. Den öppna frågan var vilken fysisk mekanism som kunde framkalla ett sådant beteende. Så vi tittade medvetet på en gren av en välkänd gravitationsteori som hade lämnats åt sidan eftersom den bryter mot den vanliga förväntningen att mörk energi förblir och alltid varit positiv. Teckenförändringen uppstod naturligt ur teorin själv."

Tidpunkten för den teoretiska utforskningen kunde knappast ha varit bättre. DESI mäter positionerna för miljontals galaxer och kvasarer vilket gör det möjligt för forskare att spåra universums expansion över miljarder år bakåt i tiden. I mars 2025 tillkännagavs i DESI-samarbetet resultat från de första tre årens insamlade data. När dessa fynd kombineras med observationer av den kosmiska mikrovågsbakgrunden, supernovor och svag linsbildning, förstärktes tidigare antydningar om att mörk energi kan förändras över tid istället för att fungera som en enkel kosmologisk konstant. Styrkan i dessa bevis varierar beroende på vilka dataset som används och har ännu inte nått nivån för en definitiv upptäckt. Ändå driver den potentiella betydelsen forskare att utforska olika förklaringar. Efter att ha slutfört sin planerade femåriga undersökning har DESI observerat över 47 miljoner galaxer och kvasarer. Dess fullständiga datamängd kommer att erbjuda ett ännu noggrannare  test av om mörk energis till synes utvecklade utveckling fortsätter. Denna utveckling möjliggör att teorier som tidigare ansågs okonventionella kan testas mot precisa observationsdata. Den ITU-ledda studien lämnades först in i oktober 2024, månader före DESI:s resultat i mars 2025; modellen har ännu inte konfronterats med hela DESI-datamängden och att göra det är teamets nästa steg.

En för alla öppen tillgänglig version av studien kan läsas här: 

Men omöjligt är det inte om den så kallade mörka energin varit negativ en gång. Men då anser jag att i början av kosmos var den 50-50, Hälften positiv och hälften negativ likt materia under en kort tid var både antimateria och vanlig positiv materia (hälften hälften) där den positiva materian materia av i dag blev slutresultatet av ej förklarad anledning. Mörk energi kan ha gått samma bana och slutade som positiv men varför just positiv blev segrare både i materiauppbyggnad och i mörk energi substans vet vi inte båda var för sig är lika stabila. Sedan är det en annan sak vad mörk energi är.

NASAs Curiosity-rover och en gryning på Mars

 

Bild https://www.jpl.nasa.go Dessa  former av vindpinade klippor som ses i denna inzoomade beskärning av ett bredare panorama togs av NASAs Curiosity Mars-rover den 11 augusti 2026. Forskare vill lära sig mer om hur dessa vindformade klippor bildades. Källa: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Panoramat fångades av Curiositys Mastcam den 11 augusti, 2026, den 4 982:a marsdagen, (dagen av marsuppdraget) och består av sex individuella bilder som lades ihop efter att ha skickats till jorden. Till skillnad från de flesta av Curiositys Mastcam-bilder bearbetades denna utan vitbalansering, vilket bevarade det tidiga morgonutseendet. 

Yardanglagret  (så kallas klippor på Mars) sträcker sig ungefär 16 kilometer över de nordvästra delarna av Mount Sharp, ett 5 kilometer högt berg som Curiosity har kravlat uppför sedan 2014. Faktum är att rovern nyligen passerade ytterligare en milstolpe i sin uppstigning, då den nådde 1 kilometer i höjd med den högsta höjd som någonsin bestigits på Mars. När den närmar sig yardangerna förväntar sig uppdragets forskare på att få ännu mer fantastiska bilder på hur dessa klippor skapades.

Mount Sharp består av lager där varje lager dokumenterar en distinkt period i Mars historia. Genom att studera dem har forskare kunnat lära sig mer om sjöar och bäckar som täckte denna del av Mars för miljarder år sedan. Till slut torkade vattnet ut och lämnade kvar salta mineraler. Efter att nytt material slutade sedimenteras på berget kan en del av detta ha eroderats bort av vinden vilket gav upphov till yardangerna.

När man ser bilden går tankarna  till en gryning i ett kargt landskap på jorden. Om man inte visste att bilden visar Mars kunde man tro den tagits på jorden.

Stora utmaningar väntar om en längre närvaro på månen ska bli möjlig.

 

Bild https://www.engineering.upenn.edu  Forskarna upptäckte att de partiklar som tillverkare använder för att separera lager av Mylar (ett slag av plastfilm)  också spelar en roll i värmeöverföringen. (Kredit: Bargatin Lab) 

Att etablera en långsiktig närvaro på månen kräver att man löser problem som är lätta att förbise när man befinner sig på jorden. Månens temperaturer kan till exempel variera från hundratals grader under noll till kokande vilket gör effektiv isolering nödvändigt för de material som används på månen.

Men många material som är bra på att bromsa värmeöverföringen är inte designade för att tåla de temperaturförändringar som sker på månen.

Ingenjörer vid University of Pennsylvania har funnit ett ett förvånansvärt enkelt alternativ som kan lösa detta genom att stapla hundratals ark Mylar, samma lätta plast som används som hushållsmatfolie. Då  folien täcks med aluminium  används den som nödfiltar och delas ut efter maratonlopp för att spara löparnas kroppsvärme.

I en ny artikel i ACS Applied Materials & Interfaces beskriver teamet ett nytt sätt att montera filmen, som de kallar hybridlager-isoleringsfilmstackar (HyLIFS), och som förenar två egenskaper som sällan förekommer: stark termisk isolering och mekanisk hållbarhet. 

"Dessa plasfolier av Mylar kan böjas och tål betydande kompression och behåller sin isolerande prestanda," beskriver seniorförfattaren Igor Bargatin, docent i maskinteknik och tillämpad mekanik (MEAM), "vilket potentiellt gör att de kan packas, transporteras och klara hård behandling under många års användning."

Om teknologin kan gå vidare från laboratoriet till massproduktion kan materialet visa sig vara avgörande för allt från skydd på rymddräkter på månen och annan teknik som måste fungera under långa perioder i rymdens vakuum.

"Kombinationen av termisk och mekanisk robusthet är avgörande för långsiktig användning på månen, "noterar huvudförfattaren till en studie om detta Danielle R. Levin, nybliven doktorsstudent i kemi från Penn, som tog en masterexamen i MEAM. "Detta material kan öppna en väg till billig, hållbar och återanvändbar månisolering."

Forskarna testade Mylar-film av flera tjocklekar och belade vissa med ett extremt tunt lager aluminiumoxid för att öka styvheten. De staplade sedan filmerna, ett ark i taget. "Just nu är processen mycket tidskrävande," beskriver Levin. "Vi använder två par pincetter och små vikter för att hantera och stapla de känsliga filmerna. Till och med att andas nära stapeln kan få lagren att flyga iväg."

När den enkla konstruktionen testades i vakuum gav den enkla konstruktionen ett material med en ovanlig kombination av egenskaper. Komprimerade som det sannolikt skulle vara i en månmiljö som innehåller luft med atmosfärstryck i rymddräkten nådde de bäst värmeledningsförmåga jämförbar med andra högpresterande vakuumisoleringsteknologier samtidigt som de förblev flexibla.

Forskarna komprimerade upprepat prover till cirka 20 megapascal, ungefär motsvarande att koncentrera 90 kilo på en fingertopp. "Vi var oroliga för att materialet skulle ge vika under så hög tryckbelastning," minns Levin. "Men staplarna klarade inte bara en högstresscykel de klarade även  tio i rad." Den hållbarheten kan ha en viktig praktisk fördel utöver att klara en oavsiktlig kollision i rymden.

Allt som behövs för byggnation på månen måste först transporteras dit vilket gör flexibilitet och återanvändbarhet till viktiga faktorer för månens infrastruktur. Extremt tunna plastfilmer tenderar att fästa sig vid sig själva och andra ytor vilket gör dem svåra att tillverka och hantera. För att förhindra detta använder tillverkarna mikroskopiska "antiblockerande" partiklar i materialet. Partiklarna sticker ut något från ytan och hjälper till att förhindra att intilliggande lager fastnar ihop.

Det var teamets tunnaste framgångsrikt karaktäriserade filmer och filmer med medeltjocklek som fungerade bäst när de behandlades med alumina (aluminiumoxid). Att skala upp processen till de meterstora skivor som behövs för praktisk isolering kräver i slutändan en annan metod, men forskarna pekar på tillverkningstekniker som kan fungera, som att kontinuerligt belägga stora rullar Mylar.

Så småningom kan det vara möjligt att justera filmtjockleken, beläggningen och fördelningen av antiblockerande partiklar innan materialet lindas till stora stackar.

Frågor kvarstår om hur filmerna skulle bete sig i dessa större skalor, inklusive om de kan klara flera böjningscykler samt gupp och repor vid verkliga tillämpningar. Men om filmernas småskaliga egenskaper håller kan materialet visa sig ovärderligt som flexibel isolering i mansdräkter, rovrar, elektroniska system mm.

För Levin visar arbetet hur mycket man fortfarande kan lära sig av material som ingenjörer tror sig känna väl. "Den enklaste konfigurationen visade sig vara den bästa," påtalar Levin.