Gamla havsstränder på Mars

 

Bild https://vcresearch.berkeley.edu  En hypotetisk bild av Mars för 3,6 miljarder år sedan när ett hav kan ha täckt nästan halva planeten. De blå områdena visar djupet på havet som är fyllt till strandlinjen i det gamla, nu försvunna havet, kallat Deuteronilus. Den orange stjärnan indikerar landningsplatsen för den kinesiska rovern Zhurong. Den gula stjärnan är platsen för NASA:s Perseverance-rover, som landade några månader före Zhurong. Illustratör Robert Citron.

Bevisen på att det finns strandlinjer på Mars kommer från den kinesiska rovern  Zhurong som landade på Mars 2021. Rovern upptäckte dessa underjordiska strandavlagringar i ett område som tros ha varit platsen för ett forntida hav vilket stärker påståendet att Mars för länge sedan hade stora mängder vatten.

Under sin ettåriga drift, mellan maj 2021 och maj 2022, färdades Zhurong 1,9 kilometer ungefär vinkelrätt mot branter som tros vara gamla strandlinjer bildade 4 miljarder år tillbaks i tiden. Tiden då Mars hade en kraftigare atmosfär och ett varmare klimat. Längs sin väg använde rovern markpenetrerande radar (GPR) för att sondera ner till 80 meter under Mars yta. Detta slags radar används för att upptäcka underjordiska föremål, såsom rör och på Jorden och även oregelbundna egenskaper såsom gränser mellan berglager eller omärkta gravar.

Radarbilderna visade tjocka lager av material längs hela vägen som alla pekade uppåt mot den förmodade strandlinjen i ungefär 15 graders vinkel, nästan identiskt med vinkeln för strandavlagringar på jorden. Avlagringar av denna storlek på jorden skulle ha tagit miljontals år att bilda vilket tyder på att Mars hade hav med våger under en lång period  för att sedimenten skulle fördelas längs en sluttande strandlinje.

Radarn kunde också bestämma storleken på partiklarna i dessa lager. Storleken stämde överens med sand. Ändå liknar avlagringarna inte gamla av vind skapta sanddyner, som är vanliga på Mars.  "Konstruktionerna ser inte heller ut som sanddyner. De ser inte ut som komna från en nedslagskrater. De ser inte ut som lavaflöden.

Det var då vi började tänka på hav, beskriver Michael Manga vid University of California, Berkeley, professor of earth and planetary science. – De här objekten är orienterade parallellt med hur den gamla strandlinjen kan ha varit. De har både rätt orientering och rätt lutning för att stödja idén om att det fanns ett hav under en lång tid som gav den sandliknande stranden.

Forskare från Hai och Zhurong kontaktade Manga  Benjamin Cardenas (som även var medförfattare till studien)   assistant professor of geosciences at The Pennsylvania State University (Penn State) för att få hjälp med att tolka GPR-data, främst på grund av Mangas långa intresse för Mars hav. Manga säger att Rover Penetrating Radar (RoPeR) upptäckte radarreflektioner cirka 10 meter under den nuvarande ytan som visade klassiska indikationer på sluttande sandstränder som kantar ett hav.

"Sanden som finns på dessa stränder kommer från floder som runnit ut i  i havet och bildat stränderna av havets vågor som slog längs stranden", beskriver Manga och noterar att Mars har många egenskaper som ser ut som gamla floder.

I januari 2025 rapporterade andra forskare bevis på krusningar i sedimentära bergarter på botten av Gale-kratern, landningsplatsen för NASA:s Curiosity-rover vilket tyder på att det en gång fanns flytande ej istäckt vatten på Mars yta. Rovern Perseverance har också hittat bevis från ett floddelta i Jezerokratern, bara 2 400 kilometer från Zhurongs landningsplats. Båda dessa kratrar tros ha varit sjöar, inte hav.

Det har hänt mycket längs stränderna, så det är alltid en utmaning att veta hur de senaste 3,5 miljarder åren av erosion på Mars kan ha förändrat eller helt raderat ut bevisen på hav. Men här finns en mycket unik datamängd som visar på hav och sandstrand enligt forskarna.

Manga är medförfattare till artikeln om Zhurong-mätningarna som publicerades den 24 februari i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences. Medförfattare till artikeln är  Hai Liu, Guangzhou University, China denne var huvudförfattare för dennes kollegor vid Guangzhou University, Jianhui Li, Xu Meng, Diwen Duan och Haijing Lu; Jinhai Zhang, Bin Zhou och Guangyou Fang från den kinesiska vetenskapsakademin i Peking; Fengshou Zhang från Tongji University i Shanghai; och Derek Elsworth från Penn State. Fang, som arbetar vid Aerospace Information Research Institute, utvecklade Rover Penetrating Radar för Tianwen-1.

Det kinesiska teamet stöddes av Natural Science Foundation of China och Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation. Manga stöddes av Earth4D-programmet vid Canadian Institute for Advanced Research.

Hubbleteleskopets nya bilder Tarantelnebulosan

 

Bild https://www.nasa.gov NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble avslöjar moln av gas och stoft nära Tarantelnebulosan som ligger i Stora Magellanska molnet cirka 160 000 ljusår bort. ESA/Hubble och NASA, C. Murray.

Rymdteleskop Hubble har tagit nya bilder på virvlande moln av gas och stoft nära Tarantelnebulosan. Tarantelnebulosan finns i en av Vintergatans satellitgalaxer Stora Magellanska molnet som finns cirka 160 000 ljusår bort mot stjärnbilderna Svärdfisken och Taffelberget på södra stjärnhimlen. Stora Magellanska molnet innehåller  det mest produktiva stjärnbildningsområdet i det närliggande universum och här finns de massivaste stjärnorna vi känner till.

Tarantelnebulosan är ett färgglatt gasmoln som innehåller stoff i strimmiga rankor och mörka dammsamlingar. Kosmiskt stoft (damm) består ofta av kol eller  molekyler som kallas silikater innehållande kisel och syre. Bilden ovan var en del av ett observationsprogram som syftar till att karakterisera egenskaperna i kosmiskt stoft i det Stora Magellanska molnet och andra närliggande galaxer.

Stoft spelar flera viktiga roller i universum. Även om enskilda stoftkorn är otroligt små, mycket mindre än bredden på ett enda mänskligt hårstrå klumpar stoftkorn i de protoplanetära skivor som finns runt unga stjärnor ihop sig för att bilda större korn och så småningom planeter. Stoft kyler även ner gasmoln så att här kan ske kondensation till nya stjärnor. 

Stoft spelar även en roll i skapandet av nya molekyler i den interstellära rymden så enskilda atomer hittar varandra och binds samman till ex järn i rymden mellan galaxerna.

En del stjärnor kan ha bildats i fluffiga molekylmoln i det tidiga universum

 

Bild https://www.kyushu-u.ac.jp/en  Molekylmoln i Lilla magellanska molnet. En infraröd bild av Lilla magellanska molnet observerad av Europeiska rymdorganisationen ESA:s (ESA) rymdobservatorium Herschel. Cirklar visar de positioner som observerats av ALMA-teleskopet, med motsvarande förstorade bild av det observerade molekylmolnet från radiovågor som sänds  från kolmonoxid. De förstorade bilderna inramade i gult indikerar trådliknande strukturer. Bilderna i den blå ramen indikerar fluffiga former. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tokuda et al., ESA/Herschel)

Forskare från Kyushu University i samarbete med Osaka Metropolitan University har upptäckt att vissa stjärnor verkar ha bildats i "fluffiga" molekylmoln i det tidiga universum.

Forskarlagets observationer fokuserades på Lilla magellanska molnet (SMC), en dvärggalax till Vintergatan i en miljö lik det tidiga universums. Med hjälp av radioteleskopet ALMA i Chile fann de att ungefär 40 procent av de observerade molekylmolnen i SMC hade en "fluffig" form, i kontrast till den trådliknande struktur som är typiska för molekylmoln i Vintergatan. 

Upptäckten tyder på att miljön, särskilt förekomsten av tunga grundämnen kan spela en avgörande roll för att upprätthålla den trådliknande strukturen från vilken planetsystem kan formas. Stjärnor uppkommer i rymden där det finns gas och stoftmoln. Dessa molekylmoln kan sträcka sig över hundratals ljusår och ge upphov till tusentals stjärnor. Även om mycket är känt om en stjärnas livscykel är dess tillblivelse fortfarande inte helt förstådd.

Lilla Magellanska molnet innehåller endast omkring en femtedel av de tunga grundämnen som finns i Vintergatan vilket gör galaxen till en idealisk galax för att studera den kosmiska miljön i det tidiga universum. Att observera molekylmoln inom SMC var dock en utmaning på grund av avståndet och dessas låga metallicitet.

Forskarna observerade molekylmoln inuti SMC med hjälp av ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). De fann att vissa moln uppvisade en trådliknande struktur medan andra var fluffiga.

Denna skillnad i form tillskrevs temperaturvariationer i molnen. Studien tyder på att en tillräcklig tillgång på tunga grundämnen spelar en avgörande roll för att upprätthålla den trådliknande strukturen något som kan vara avgörande för bildandet av planetsystem. Framtida forskning kommer att jämföra  resultaten med observationer av molekylmoln i miljöer med många tunga grundämnen som i Vintergatan för att få ytterligare insikter om bildandet och utvecklingen av molekylmoln och av universum.

Upptäcktens resultat publicerades i The Astrophysical Journal och utmanar förståelsen av stjärnors tillblivelse beroende på plats (molekylmolns struktur) och kan omforma vår förståelse av stjärnbildning i grunden.