Hubbles väderobservationer på is- och gasplaneterna i vårt solsystem

 

Bild https://hubblesite.org/ Ett montage av Hubbleteleskopets bilder av vårt solsystems fyra yttre planeter: Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus, var och en visad i förbättrade färger.

Rymdteleskopet Hubble observationsprogram som kallas OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) samlar in långsiktiga observationer av Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus väder för att förstå deras atmosfäriska dynamik och utveckling.

Jupiters molnband visar ett ständigt föränderligt kalejdoskop av form och färg. Det är alltid stormigt väder på Jupiter: cykloner, anticykloner, vindförändringar plus den kraftigaste stormen i solsystemet, den stora röda fläcken. Jupiter är till stor del  täckt av ammoniak-iskristallmoln ovan atmosfären som är tiotusentals mil djup.

Det tar mer än 29 år för Saturnus att kretsa runt solen, så OPAL har följt den i ungefär en fjärdedel av ett Saturnusår (med början från 2018 vilket var slutet av Cassini-uppdraget). Eftersom Saturnus lutar 26,7 grader går den igenom mer djupgående säsongsförändringar än Jupiter. Saturnus årstider varar i ungefär sju år. Detta innebär också att Hubble ser det spektakulära ringsystemet i en sned vinkel på nästan 30 grader och ringarnas lutning från kanten där de försvinner nästan helt eftersom de ses som papperstunna.

Uranus lutar på sidan så att dess rotationsaxel nästan är i samma plan som planetens omloppsbana. Detta resulterar i att planeten går igenom radikala årstidsväxlingar under sin 84 år långa vandring runt solen. Konsekvensen av planetens lutning innebär att en del av halvklotet är helt utan solljus, under tidsperioder som varar upp till 42 år. OPAL har följt den norra polen som för tillfället tippar mot solen.

När Voyager 2 flög förbi Neptunus 1989 blev astronomerna förbryllade över en stor mörk fläck lika stor som Atlanten som tornade upp sig i atmosfären. Var den lika långlivad som Jupiters stora röda fläck frågade man sig. Frågan förblev obesvarad tills Hubble 1994 kunde visa att sådana mörka stormar var övergående på Neptunus de dök upp och försvann efter två till sex år. Under OPAL-programmet upptäckte Hubble även slutfasen av en mörk fläck och hela livscykeln för en annan – båda migrerade mot ekvatorn innan de försvann. OPAL-programmet gör att astronomer inte missar framtida stormar.

För än mer utförligt om klimat och väder på dessa planeter följ denna länk från NASA:s Hubbletelekops egen sida.  

Månarnas rörelse över Uranus kan visa om hav finns under dess yta.

Bild wikipedia. Uranus, bild tagen av Voyager 2 den 24 januari 1986.

När NASA:s Voyager 2 flög förbi Uranus 1986 tog den korniga fotografier av stora istäckta månar. Nu, nästan 40 år senare, planerar NASA att skicka ytterligare en sond till Uranus, den här gången utrustad för att söka efter om de isiga månarna har flytande vatten under sin yta.

Uppdraget är i ett tidigt planeringsskede. Men forskare vid University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) förbereder sig genom att bygga en ny datormodell som kan användas för att upptäcka hav under isen med hjälp av sondens kameror. UTIG-forskningen, har publicerats i tidskriften Geophysical Research Letter och visar hur man kan förbättra möjligheten att upptäcka hav under månars yta. UTIG är en forskningsenhet vid Jackson School of Geosciences vid University of Texas i Austin.

Alla stora månar i solsystemet, inklusive Uranus månar är tidvattenlåsta. Det betyder att gravitationen har matchat deras roterande rörelse så att samma sida alltid är vänd mot Uranus medan de kretsar runt planeten (så även vår måne). Detta betyder dock inte att deras snurr är helt stoppad eller att alla tidvattenlåsta månar svänger fram och tillbaka när de kretsar. Att bestämma omfattningen av vinglingen är enligt studien nyckeln till att få veta om Uranus månar innehåller hav under sin yta och i så fall hur stora dessa är.

Månar med ett hav av flytande vatten som skvalpar omkring på insidan kommer att vingla mer än de som inte vinglar på sin färd. Men även de största oceanerna genererar endast en liten vingling. En månes rotation kan avvika bara några hundra meter när den färdas  i sin omloppsbana. Men det är tillräckligt för att förbipasserande sonder ska upptäcka det.

Tekniken har tidigare använts för att bekräfta att Saturnus måne Enceladus har ett inre globalt hav.

För att ta reda på om samma teknik skulle fungera på Uranus månar gjorde UTIG:s planetforskare Doug Hemingway, som utvecklat datamodellen. teoretiska beräkningar för fem av dess månar och kom fram till en rad troliga scenarier. Till exempel, om Uranus måne Ariel vinglar ca 90 meter är det troligt att den har ett hav som är 100 mil djupt omgivet av ett 20 mil tjockt isskal.

Att upptäcka mindre hav kommer att innebära att en rymdfarkost måste komma närmare eller ha extra kraftfulla kameror. Men datormodellen ger uppdragskonstruktörerna matematisk beräkning för att veta vad som kommer att fungera, säger Krista Söderlund, biträdande professor vid UTIG.

– Det kan vara skillnaden mellan att upptäcka ett hav eller att upptäcka att vi inte har förmågan att veta om hav finns den dag vi kommer fram, beskriver Söderlund som dock inte varit inblandad i den aktuella forskningen

Detta verkar finnas under ytan på Uranus och Neptunus

 

Bild https://vcresearch.berkeley.edu  En sprängskiss av en isjätteplanet som Uranus eller Neptunus. I en ny teori föreslås att under den täta atmosfären finns ett vattenrikt lager (blått) som har separerats från ett djupare lager av hett, högtryckskol, kväve och väte (bärnsten). Trycket pressar ut väte ur metan- och ammoniakmolekyler och skapar skiktade kolväteskikt som inte kan blandas med vattenskiktet, vilket förhindrar konvektionen vilket skapar ett dipolärt magnetfält. Bild med tillstånd av tidningen Quanta till https://vcresearch.berkeley.edu.

Planetforskare har två teorier  om vad som kan finnas under de tjocka, blåaktiga väte- och heliumatmosfärerna av isjättarna Uranus och Neptunus antingen finns  diamantregn eller superjoniskt vatten.

Burkhard Militzer, planetforskare vid University of California, Berkeley, föreslår nu en alternativ teori - att det inre av dessa planeter är skiktat i två lager och att dessa två lagren likt olja och vatten på jorden inte blandas. Denna konfiguration förklarar planeternas ovanliga magnetfält på ett troligt sätt och antyder att det är osannolikt att tidigare teorier om planeternas inre skulle bestå av diamantregn eller superjoniskt vatten inte är sant.

I en artikel som publiceras nyligen i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences, hävdar Burkhard Militzer att en djup ocean av vatten ligger precis under molnlagren och under vattnet en mycket komprimerad vätska av kol, kväve och väte. Datorsimuleringar visar att temperaturerna och trycket i planeternas inre bildat en kombination av vatten (H2O), metan (CH3) och ammoniak (NH3) som skulle naturligt separeras i två lager, främst på grund av att väte skulle pressas ut ur metan och ammoniak som utgör en stor del av det  inre.

Dessa oblandbara lager skulle förklara varför varken Uranus eller Neptunus har ett magnetfält likt jordens. Det var en av de överraskande upptäckterna om vårt solsystems isjättar som gjordes av Voyager 2-uppdraget i slutet av 1980-talet. Då  en planet svalnar från sin yta och nedåt sjunker kall och tätare materia medan klumpar av varmare vätska stiger upp som kokande vatten - en process som kallas konvektion. Om interiören är elektriskt ledande kommer ett tjockt lager av konvekterande material att generera ett dipolmagnetfält som liknar det för en stavmagnet. Jordens dipolfält, skapat av dess flytande yttre järnkärna vilket producerade ett magnetfält som går i en slinga från nordpolen till sydpolen och är anledningen till att kompasserna pekar mot polerna.

Men Voyager 2 upptäckte att ingen av de två isjättarna har ett sådant dipolfält utan istället oorganiserade magnetfält. Detta innebär att det inte finns någon konvektiv rörelse av materia i ett tjockt lager i planeternas djupa inre.

För att förklara dessa observationer föreslog två olika forskargrupper för mer än 20 år sedan att planeterna måste ha lager som inte kan blandas vilket förhindrar storskalig konvektion och ett globalt dipolärt magnetfält. Konvektion i ett av lagren kan dock ge upphov till ett oorganiserat magnetfält. Men ingen av forskargrupperna kunde förklara vad dessa icke-blandande lager bestod av.

För tio år sedan försökte Militzer upprepade gånger lösa problemet med hjälp av datorsimuleringar bestående av cirka 100 atomer där proportionerna av kol, syre, kväve och väte speglade den kända sammansättningen av grundämnena i det tidiga solsystemet. Vid de tryck och temperaturer som förutspåddes för planeternas inre – 3,4 miljoner gånger jordens atmosfärstryck respektive ca 4450 Celcius kunde han inte hitta hur  dessa lager kunde bildas.

Förra året kunde han dock med hjälp av maskininlärning köra en datormodell som simulerade beteendet hos 540 atomer och fann då att lager bildas naturligt när atomerna värms upp och komprimeras.

– En dag tittade jag på modellen och då hade vattnet separerats från kol och kväve. Det jag inte kunde göra för 10 år sedan hände nu, beskriver han. Det ena är vattenrikt och det andra är kolrikt, och i Uranus och Neptunus är det det kolrika systemet som ligger under. Den tunga delen stannar i botten och den lättare delen stannar på toppen och den kan inte göra någon konvektion.'"

"Jag kunde inte upptäcka detta utan att ha ett större system av atomer detta  system kunde jag inte simulera för 10 år sedan", tillade han.

Mängden väte som pressas ut ökar med tryck och djup och bildar ett stabilt skiktat kol-kväve-väteskikt, nästan som  plastpolymer, beskriver han. Medan det övre, vattenrika lagret sannolikt konverterar för att producera det observerade oorganiserade magnetfältet, kan det djupare, stratifierade kolväterika lagret inte göra det.

När han modellerade gravitationen som produceras av Uranus och Neptunus i flera lager, matchade gravitationsfälten de som uppmättes av Voyager 2 för nästan 40 år sedan. Militzer förutspår att under Uranus 3 000 mil tjocka atmosfär finns ett vattenrikt lager som är cirka 5 000 mil tjockt och under det ett kolväterikt lager som även detta är cirka 5 000 mil tjockt. Uranus steniga kärna är ungefär lika stor som planeten Merkurius. Även om Neptunus är mer massiv än Uranus är den mindre i diameter med en tunnare atmosfär, men med lika tjocka vattenrika och kolväterika lager. Dess steniga kärna är något större än Uranus, ungefär lika stor som Mars.

Forskningen stöddes av National Science Foundation (PHY-2020249) som en del av Center for Matter at Atomic Pressures.

Voyager 2:s data hade lösningen på mysteriet på Uranus.

 

Bild wikipedia.

Voyager 2 är en rymdsond som sköts upp av NASA den 20 augusti 1977. Den är fortfarande den enda rymdfarkost som har besökt alla isjätteplanetgör det möjligt lämna solsystemet. Se här var den finns just nu. 

NASA:s förbiflygning av Uranus  av Voyager 2 för årtionden sedan formade forskarnas förståelse av planeten, men introducerade också svårförklarliga data. En nyligen genomförd ny dataanalys i ansamlad data från färden har dock gett svar.

Voyager 2 flög förbi Uranus 1986 och gav den första och hittills enda nära glimt av denna märkliga sidledes roterande planet. Utöver upptäckten av nya månar och ringar här stod forskarna inför förbryllande nya mysterier. De energirika partiklarna runt planeten trotsade deras förståelse för hur magnetfält fungerar för att fånga upp partikelstrålning och Uranus fick rykte som en avvikare i solsystemet.

Nu har ny analys av de data som samlades in under förbiflygningen funnit att källan till just detta mysterium är ett kosmiskt sammanträffande: Det visar sig att under dagarna strax före Voyager 2:s förbiflygning hade planeten påverkats av en ovanlig typ av rymdväder som krossade planetens magnetfält och gav en dramatisk komprimering av Uranus magnetosfär.

"Om Voyager 2 hade anlänt bara några dagar tidigare skulle den ha observerat en helt annan magnetosfär vid Uranus", beskriver Jamie Jasinski vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien och huvudförfattare till det nya arbetet som publicerats i Nature Astronomy. "Rymdfarkosten såg Uranus under förhållanden som bara inträffar cirka 4 procent av tiden.

Men det var bra att vi kom dit då denna ovanliga fas skedde just då  annars hade vi inte förstått att den famns. Nu har vi hela förklaringen och har lärt oss något nytt.

För mer info om denna forsknings resultat se denna länk. 

Hubble, New Horizons samarbete för att förstå mer om Uranus.

 

Bilden från https://hubblesite.org visar fyra paneler. De två översta panelerna är diagram över Uranus – sfärer med rutnätslinjer som går längsgående och latitude. Längst upp till vänster ses utsikten från Hubble, planetens sydpol i riktning mot klockan 3. Längst upp till höger ses utsikten från New Horizons på sydpolen klockan 10. Den nedre vänstra panelen är Hubbles bild av Uranus – planeten är en ljusblå sfär, med en vit cirkel som täcker den högra halvan av planeten (den södra polen). Den nedre högra panelen är vyn av Uranus från New Horizons. Planeten visas som en liten vitaktig prick.

NASA:s rymdteleskop Hubble och rymdfarkosten NewHorizons siktade nyligen samtidigt på Uranus vilket gjorde det möjligt för forskare att få en direkt jämförelse av planeten från två mycket olika synvinklar. Resultaten ligger till grund för framtida planer på att studera liknande typer av planeter runt andra stjärnor. 

Astronomerna använde Uranus som jämförelse för liknande planeter bortom vårt solsystem, så kallade exoplaneter och jämförde högupplösta bilder från Hubble med den mer avlägsna bilden från New Horizons. Detta kombinerade perspektiv kommer att hjälpa forskare att lära sig mer om vad de kan förvänta sig när de avbildar planeter runt andra stjärnor med framtida teleskop (som NASA:s kommande Nancy Grace Roman Space Telescope, som ska skjutas upp 2027).

"Även om vi förväntade oss att Uranus skulle se olika ut i olika filter av observationer fann vi att Uranus faktiskt var ljussvagare än vad som förutspåddes i New Horizons-data tagna i en annan synvinkel", beskriver huvudförfattaren till studien Samantha Hasler vid Massachusetts Institute of Technology i Cambridge och New Horizons vetenskapsteam.

Direkt avbildning av exoplaneter är en viktig teknik för att lära sig mer om deras potentiella möjlighet för att hysa  liv och ger nya ledtrådar till ursprunget och bildandet av vårt eget solsystem. Astronomer använde både direkt avbildning och spektroskopi för att samla in ljus från Uranus och jämföra dess ljusstyrka vid olika våglängder. Att avbilda exoplaneter är en svår process eftersom de finns så långt bort. Bilder är bara precisa och  därför inte lika detaljerade som de närbilder vi har av världar som kretsar runt vår egen sol. Forskare kan bara direkt avbilda exoplaneter i "partiella faser", när bara en del av planeten är upplyst av deras sol sett från jorden.

Uranus är ett idealiskt mål som ett test för att förstå framtida avlägsna observationer av exoplaneter med andra teleskop. För det första är många kända exoplaneter likt Uranus gasjättar. Vid tidpunkten för observationerna befann sig New Horizons på andra sidan Uranus, 6,5 miljarder kilometer bort vilket gjorde det möjligt att studera dess skymningsskära – något som inte kan göras från jorden. På det avståndet var New Horizons bild av planeten bara några pixlar i dess färgkamera som kallas Multispectral Visible Imaging Camera.

Å andra sidan kunde Hubble, med sin höga upplösning och i sin låga omloppsbana runt jorden 1,7 miljarder mil från Uranus, se atmosfäriska egenskaper som moln och stormar på dagsidan av Uranus.

"Uranus ser bara ut som en liten prick i New Horizons-observationerna, liknande de prickar som ses av direkt avbildade exoplaneter från observatorier som Webbteleskopet  eller markbaserade observatorier", tillade Hasler. "Hubble ger ett sammanhang för hur atmosfären var när den observerades med New Horizons."

Gasjätteplaneterna i vårt solsystem har dynamiska och variabla atmosfärer med ett föränderligt molntäcke. Hur vanligt är detta bland exoplaneter? Genom att känna till detaljerna om hur molnen på Uranus såg ut från Hubble kan forskarna verifiera vad som tolkas i New Horizons-data. I fallet med Uranus sågs både i Hubble och New Horizons bilder att ljusstyrkan inte varierade när planeten roterade vilket tyder på att molnens egenskaper inte förändrades med planetens rotation.

Betydelsen av New Horizons upptäckt är hur planeten reflekterar ljus i en annan fas än vad Hubbleteleskopet visar eller andra observatorier på eller nära jorden kan se. New Horizons visade att exoplaneter kan vara ljussvagare än man trott vid partiella och höga fasvinklar och att atmosfären reflekterar ljus annorlunda vid en partiell fas.

NASA planerar två stora kommande observatorier för studier av exoplaneters atmosfärer och potentiella livsmöjligheter.

"Dessa banbrytande New Horizons-studier av Uranus från en utsiktspunkt som inte kan observeras på något annat vis bidrar till uppdragets mål av ny vetenskaplig kunskap och har liksom många andra dataset som erhållits under uppdraget gett överraskande nya insikter om världarna i vårt solsystem", tillade New Horizons huvudforskare Alan Stern från Southwest Research Institute.

NASA:s kommande Nancy Grace Roman Space Telescope som ska skjutas upp 2027, kommer att använda en koronagraf för att blockera en stjärnas ljus för att direkt se exoplaneter. NASA:s Observatoriet för beboeliga världar, som befinner sig i en tidig planeringsfas Nancy Grace Roman Space Telescope kommer att vara det första teleskopet som är specifikt utformat för att söka efter biosignaturer i atmosfären på jordstora, steniga planeter som kretsar kring andra stjärnor.

"Att studera hur kända riktmärken som Uranus ser ut i fjärrbilder kan hjälpa oss att ha mer robusta förväntningar när vi förbereder oss för dessa framtida uppdrag", avslutar Hasler.

Hubbleteleskopet ger och gav oss mycket nya kunskaper. James Webbteleskopet hade vi stora förväntningar på och dessa bekräftades med råge upptäckterna kom och kommer av helt nya slag. Nancy Grace Roman Space Telescope är nästa teleskop som när det kommer i drift kan och troligen kommer att än mer revolutionera våra kunskaper om universum.

En mystisk molekyl verkar finnas i Uranus och Neptunus inre.

 

Uranus och Neptunus magnetfält är inte lika lätta att förstå som Jupiters, Saturnus eller Jordens. I jordens inre producerar cirkulationen av den elektroniskt ledande flytande järn-nickellegeringen magnetism. Djupt inne i Jupiter och Saturnus verkar väte pressas in i ett metalliskt tillstånd och ge upphov till magnetfält på ungefär samma vis.

Däremot antas Uranus och Neptunus magnetfält härröra från cirkulationen av joniskt ledande medier, där de ingående jonerna själva är laddningsbärare snarare än bara en stödstruktur som möjliggör flöde av elektroner. Om planetforskare visste exakt vilka joner och i vilka proportioner som är inblandade skulle de kanske kunna lista ut varför isjättarnas magnetosfärer är så udda: feljusterade med planeternas rotationsriktning och förskjutna från deras fysiska centrum.

Skoltech-professorn Artem R. Oganov är medförfattare till en artikel om fenomenet. Han beskriver hur jonisk och elektronisk ledningsförmåga skiljer sig åt och var den nyligen förutspådda jonen passar in i detta: "Vätet som omger Jupiters steniga kärna vid dessa förhållanden är en flytande metall: Den kan flöda, på samma sätt som smält järn i jordens inre flyter och dess elektriska ledningsförmåga beror på de fria elektronerna och väteatomer som pressas samman. I  Uranus beskriver Oganov att vätejonerna själva – det vill säga protoner – är de fria laddningsbärarna. Inte nödvändigtvis som fristående H+-joner, men kanske i form av hydronium H3O+, ammonium NH4+ och en rad andra joner. Studien lägger till ytterligare en möjlighet, H4O2+-jonen, som extremt intressant  här.

Skoltech-forskare och deras kinesiska kollegor har fastställt de förhållanden som möjliggör existensen av en mycket märklig jon. Den kallas aquodiium och kan förstås som en vanlig neutral vattenmolekyl innehållande  två extra protoner vilket resulterar i en dubbel positiv nettoladdning. Forskarlaget föreslår att jonen kan vara stabil i det inre av isjättarna Uranus och Neptunus och att den i så fall måste spela en roll i den mekanism som ger upphov till dessa planeters magnetfält. 

Teamet använde avancerade beräkningsverktyg i studien för att förutsäga vad som händer med fluorvätesyra och vatten under extrema förhållanden. Resultatet: Givet ett tryck på cirka 1,5 miljoner atmosfärer och en temperatur runt 3 000 grader Celsius dyker välseparerad aquodiium H4O2+-joner upp i datasimuleringen.

Forskarna tror att deras nyupptäckta jon borde spela en viktig roll för beteendet och egenskaperna hos vattenbaserade medier, särskilt de som är under tryck och innehåller syra. Detta motsvarar ungefär förhållandena på Uranus och Neptunus, där ett oerhört djupt liggande flytande vattenhav producerar extremt högt tryck och en viss mängd syra kan också förväntas där. Om så är fallet kommer aquodiiumjoner att bildas och genom att dess joner finns i havets cirkulation kommer de att bidra till dessa planeters magnetfält och andra egenskaper på ett sätt som skiljer sig från andra joners. Kanske kan aquodiium till och med bilda ännu okända mineraler under dessa extrema förhållanden. Aquodiium h kan konceptualiseras som en vanlig neutral vattenmolekyl med ytterligare två protoner fastsatta på den,

Studien publicerades i Physical Review B. 

Bild vikipedia. Uranus, bild tagen av Voyager 2.

Möjligen driver diamantregn Neptunus och Uranus magnetfält

 

Diamanter kan bildas i det nedre av atmosfären i planeter som Neptunus och Uranus och färdas nedåt och resultera isjättarnas magnetfält, enligt ny forskning från ett internationellt team av forskare inklusive Carnegies Alexander Goncharov och Eric Edmund. SLAC National Accelerator Laboratory-teamets resultatet kom till genom att de använde den europeiska XFEL-anläggningen för att försöka lösa långvariga meningsskiljaktigheter om temperatur- och tryckförhållandena under vilka diamanter bildas av kortlivade kolväten som de som förväntas finnas i dessa isiga kroppars atmosfär.

Även om vi inte direkt kan undersöka fysiken och kemin som förekommer i planeters inre, kan sofistikerade laboratorietekniker visa hur planetariska byggstenar beter sig och omorganiserar sig under de extrema förhållanden som finns inuti dessa planeter", beskriver Edmund.

Laboratorieteknik och teoretisk datamodellering har gett forskare en ungefärlig uppfattning om den process genom vilken diamanter bildas från kortlivade kolvätemolekyler i isiga planeters inre. Olika laboratorietekniker har dock gett varierande resultat vilket gör det svårt att fastställa på vilket djup i atmosfären detta fenomen uppstår.

Denna långvariga oenighet visas mellan experiment där man komprimerar kolväten för att få dem till extrema tryckförhållanden och experiment som skapar dessa förhållanden genom att träffa prover med höghastighetsprojektiler som efterliknar ett meteoritnedslag.

Forskarteamet, som leddes av SLAC:s Mungo Frost, använde en röntgenlaser vid XFEL-anläggningen i Tyskland för att träffa ett komprimerat prov av polystyren med ultrakorta röntgenblixtar, vilket gav en slags "guldlocksmetod" som löser upp spänningen mellan de två tidigare metoderna. Världens största röntgenlaser på FuXFEL genererar ultrakorta blixtar 27000 gånger per sekund.

"Genom detta internationella samarbete har vi gjort stora framsteg vid European XFEL och fått anmärkningsvärda nya insikter om isiga planeter", beskriver Frost i ett uttalande.

De fann att diamantbildning observeras under tryck som sträcker sig från 188 000 till 266 000 atmosfärer (eller 19 till 27 gigapascal) och över 2200 Celcius.

Det innebär att diamanter bildas på grundare djup än man tidigare trott på isjätteplaneter. Eftersom det är tätare än det omgivande materialet sjunker det djupare – ett fenomen som ibland kallas "diamantregn" – vilket ger en extra värmekälla, vilket kan driva en konvektion i islagret och bidra till dessa planeters komplexa magnetfält. Dessutom innebär denna process med relativt ytlig diamantbildning från kolväten och att detta kan inträffa även på mindre isiga kroppar, ex mini-Neptunus", beskriver Goncharov.

 Studien är publicerad i Nature Astronomy.

Bild https://www.spacedaily.com/ med texten översatt På isjätteplaneter bildas diamanter på grundare djup än man tidigare trott. Eftersom det är tätare än det omgivande materialet sjunker det djupare – ett fenomen som ibland kallas "diamantregn" – vilket ger en extra värmekälla, vilket kan driva konvektion i islagret och bidra till dessa planeters komplexa magnetfält.

Nya bilder visar Neptunus och Uranus i sina naturliga färger.

 

Professor Patrick Irwin vid Institutionen för fysik, University of Oxford och hans team fann att både Neptunus och Uranus har en likartad nyans av grönblått. Den allmänna uppfattningen är annars att Neptunus är djupt azurblå medan Uranus är blekt cyanblå.

Astronomer har dock länge vetat att de flesta bilder av de två planeterna inte exakt återger deras verkliga färg. Färgfelet uppstod på grund av att bilder tagna av båda planeterna under 1900-talet – bland annat av NASA:s Voyager 2-uppdrag, (den enda rymdfarkost som flugit förbi dessa världar) – tog bilder i skilda färgnyanser.

De enfärgade bilderna kombinerades senare för att skapa sammansatta färgbilder, som inte alltid var exakt balanserade för att uppnå en naturlig färgbild av planeterna särskilt Neptunus blev ofta för blå. Dessutom var de tidiga Neptunusbilderna från Voyager 2 kraftigt kontrastförstärkta för att bättre avslöja molnen banden och vindarna på Neptunus.

Professor Irwin påtalar: "Även om de välkända Voyager 2-bilderna av Uranus publicerades i en form som låg närma den "sanna" färgen, var de av Neptunus i själva verket utsträckta och förbättrade och därför i fel blå nyans.

Även om den artificiellt mättade färgen var känd vid den tiden bland planetforskare – och bilderna släpptes med bildtexter som förklarade det – gick den distinktionen förlorad med tiden. Genom att tillämpa vår modell på originaldata har vi kunnat rekonstruera den mest exakta representationen hittills av både Neptunus och Uranus färg (se ovan bild).

I den nya studien har forskarna använt data från rymdteleskopet Hubble rymdteleskop STIS och MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer)  på Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope. I båda instrumenten är varje pixel ett kontinuerligt spektrum av färger. Detta innebär att STIS- och MUSE-observationerna entydigt kan bearbetas för att bestämma den sanna färgen på Uranus och Neptunus.

Båda planeterna har en ganska likartad nyans i grönblått. Den största skillnaden är att Neptunus har en liten antydan till ytterligare blått vilket beror på ett tunt dislager på Neptunus.

Studien har fått namnet "Modelling the seasonal cycle of Uranus colour and magnitude, and comparison with Neptune" och har publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Bild https://www.ox.ac.uk/

Uranus en märklig värld av is.

 

Uranus är den sjunde planeten från solen räknat. Det är en av solsystemets fyra jätteplaneter.

NASA:s James Webb Space Telescope riktades nyligen mot Uranus, planeten som i dag ses som en isjätte och snurrar sidriktat runt solen. Webb fångade Uranus (se ovan) dynamiska värld med sina ringar, månar, stormar och andra atmosfäriska funktioner – inklusive ett säsongsbetonat polartäcke. Bilden bygger på en tvåfärgsversion som släpptes tidigare under 2023 och lägger till ytterligare våglängder i bilden och får då ett mer detaljerat utseende.

Webbteleskopet kunde fånga Uranus svaga inre och yttre ringar, inklusive den svårfångade Zeta-ringen – den extremt svagt lysande och diffusa ringen närmast planeten. Den avbildade också flera av planetens 27 kända månar och  några av de små månarna inuti ringarna.

I synliga våglängder som fotograferades av Voyager 2 på 1980-talet framträdde Uranus som en lugn, solid blå boll. I infraröda våglängder avslöjar Webbteleskopet nu istället en märklig och dynamisk isvärld fylld av atmosfäriska egenskaper.

En av de mest slående av dessa egenskaper är planetens säsongsbetonade molntäcke vid nordpolen. Jämfört med Webbs bilder från tidigare under 2023 är vissa detaljer på dess nordpol lättare att se på de senaste bilderna. Ex den ljusa, vita, inre toppen och den mörka bottnen av polartäcket mot de lägre breddgraderna.

Flera kraftiga stormar kan ses nära och under polartäckets södra gräns. Antalet stormar och hur ofta och var de dyker upp i Uranus atmosfär kan bero på en kombination av säsongs- och meteorologiska effekter.

Polartäcket verkar bli mer framträdande när planetens pol pekar mot solen och närmar sig solståndet och då får mer solljus. Uranus når sitt nästa solstånd 2028  astronomer ska då söka eventuella förändringar i strukturen i dessa egenskaper. Webb kommer att hjälpa till att reda ut de säsongsmässiga och meteorologiska effekter som påverkar Uranus stormar vilket är avgörande för att astronomerna att förstå planetens komplexa atmosfär.

Eftersom Uranus snurrar på sidan med en lutning av cirka 98 grader har den de mest extrema årstiderna i solsystemet. Under nästan en fjärdedel varje år på Uranus ( ett helt år är 84 år) skiner solen över en av polerna och kastar den andra halvan av planeten in i en mörk 21 år lång vinter.

Med Webbs oöverträffade infraröda upplösning och känslighet ser astronomer nu Uranus och dess unika egenskaper med i bättre skärpa  än tidigare. Dessa detaljer, särskilt den av den närliggande Zeta-ringen (den innersta ringen)  kommer att vara ovärderliga för att planera framtida uppdrag till Uranus.

Bild https://webbtelescope.org/

Ett unikt objekt mellan Saturnus och Uranus

 

Ett unikt objekt som ibland sveper lika nära solen som Saturnus i sin bana och andra gånger drar sig tillbaka så långt ut som till Uranus bana har upptäckts ha en transformerande skiva av stoft runt sig som ändrar form och kan ses som ringar.

Det är dvärgplaneten 2060 Chiron. 

Det är en så kallad centaur,(Centaur är en klass av isiga kometobjekt som roterar runt solen mellan Jupiter och Neptunus)  infångade kometobjekt som färdas runt solen i loppande banor. Chiron är  218 kilometer i diameter och har ibland utbrott likt en komet. Hittills har ingen rymdfarkost någonsin besökt en centaur. 

2011 passerade Chiron framför en ljussvag stjärna från vår synvinkel sett från jorden. Sådana händelser kallas "stjärnockultationer" och baserat på hur ett objekt som Chiron blockerar en stjärnas ljus, kan det ockulterande objektets form och storlek bestämmas genom deduktion. Under ockultationen 2011 märktes att stjärnans ljus försvagades något två gånger innan Chiron själv ockulerade stjärnan och ytterligare två gånger efter att Chiron hade rört sig förbi stjärnans ljus. Observationen tolkades som att Chiron hade ett dubbelringsystem av stoft.

Om Chiron hade två stabila ringar skulle man förvänta sig två par symmetriska nedgångar i ljuset på vardera sidan av Chiron. Men det fanns en avvikande tredje dipp på ena sidan av Chiron något som bevisar att tolkningen inte är så entydig. Dessutom verkar de dippar som orsakades av det okända material ringarna består ha inträffat tiotals kilometer från de platser där ringarna uppmättes 2011. Storleken på nedgångarna i stjärnljuset orsakade av materialet skiljer sig åt.

Sedan ockulterade Chiron en annan stjärna den 28 november 2018, i en händelse som utnyttjades av Amanda Sickafoose, som är en senior forskare vid Planetary Science Institute i Tucson, Arizona. Eftersom Chirons skugga som kastas av stjärnan är så liten, korsade den bara ett smalt område på jorden och förbi södra Afrika. Sickafoose ledde därför ett team som använde 1,9-metersteleskopet vid South African Astronomical Observatory i Sutherland, Sydafrika, för att observera ockultationen.

Deras resultat, som publicerades exakt fem år senare, berättar en något annorlunda historia än 2011.

Platserna och mängderna av material som upptäcktes runt Chiron skiljer sig tillräckligt mycket från tidigare observationer vilket visar på ett instabilt ringsystem under utveckling, beskriver Sickafoose seniorforskare vid Planetary Science Institute i Tucson, Arizona.

Ytterligare en stjärnockultation av Chiron den 15 december 2022 observerades vid Kottamia Astronomical Observatory i Egypten av ett team lett av Jose Luis Ortiz från Instituto de Astrofísica de Andalucía i Spanien. Detta team upptäckte att materialet runt Chiron hade flyttat igen och upptäckte även tre symmetriska strukturer på vardera sidan av Chiron. Två av materialplatserna är smala och ett brett tillsammans verkar de bilda en bred skiva med en diameter på 580 kilometer. Ursprunget och sammansättningen av detta material runt Chiron är okänt även om det troliga är att det kommer från Chiron själv kanske sprängt ut i rymden av kometutbrott som det som bevittnades sommaren 2021 när Chiron ljusnade med 0,6 magnituder.

En annan centaur den 250 kilometer breda 160 Chariklo, har också visat sig ha ringar under en stjärnockultation och bekräftades under en annan stjärnockultation av James Webb Space Telescope den 18 oktober 2013 oktober.  JWST upptäckte då vattenis på Chariklo.

Bild pexels.com Uranus och Saturnus

En enorm cyklon viner på Uranus

 

För första gången har forskare vid NASA fått bevis på existensen av en polär cyklon på Uranus. Genom att undersöka i  mikrovågfältet  upptäckte de fenomenet vid planetens nordpol. Resultatet bekräftar teorin  att alla planeter med betydande atmosfärer i vårt solsystem oavsett om planeterna huvudsakligen består av sten eller gas visar på en virvlande stark vindvirvel vid polerna (storm, cyklon orkan ex.).

Forskare har länge vetat att Uranus sydpol har en snurrande vind. NASA: s Voyager 2-foton av metanmolntoppar visade vindar vid polarcentret som snurrade snabbare än vindarna över resten av polen. Voyagers infraröda mätningar observerade däremot inga temperaturförändringar, men de nya resultaten, publicerade nyligen i Geophysical Research Letters visar detta. Med hjälp av enorma radioantenner från Very Large Array i New Mexico kunde man se in under Uranus moln och upptäckte då att den cirkulerande luften vid nordpolen är varmare och torrare än övriga områden där vilket är ett kännetecknen på en stark cyklons framfart.

 Observationerna samlades in 2015, 2021 och 2022 och gick djupare in i Uranus atmosfär än någon tidigare observation gjort.

Observationerna visar att Uranus är en dynamisk värld, beskriver huvudförfattaren till studien Alex Akins vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Uranus visar upp mer av sig idag under sin bana än för några år sedan tack vare planetens position numera i sin omloppsbana. En bana som tar 84 år att slutföra ett helt varv och under de senaste decennierna har polerna inte varit riktade mot jorden. Men sedan 2015 har forskare fått en bättre bild av dessa och kan se djupare in i atmosfären vid polerna.

Cyklonen på Uranus är kompakt formad med varm och torr gas i sin kärna och liknar de som upptäcktes av NASAs Cassini i Saturnus. Med de nya fynden har cykloner (som roterar i samma varvriktning som planeten roterar) eller anticykloner (som roterar i motsatt riktning) nu identifierats vid polerna på alla planeter i vårt solsystem utom Merkurius som inte har någon betydande atmosfär.

Men till skillnad från orkaner på jorden bildas inte cykloner på Uranus och Saturnus över vatten (då detta inte finns) och de rör sig inte vidare ut över planeten. De är låsta vid polerna. Forskare kommer nu att hålla koll på hur Uranus cyklon utvecklas under de kommande åren.

Bild NASA.  NASA-forskare använde mikrovågsobservationer för att upptäcka den första polära cyklonen på Uranus, här sett som en ljusfärgad prick till höger om mitten i varje bild av planeten. Bilderna togs på  våglängdsband K, Ka och Q, från vänster. För att markera cyklonfunktionerna användes en annan färgkarta för var och en. Credits: NASA/JPL-Caltech/VLA

Unik bild av Uranus tagen av Webbteleskopet.

 

NASA: s James Webb Space Teleskop har tagit en ny bild av solsystemets andra isjätteplanet, planeten Uranus. Bilden visar dess ringar samt ljusa fält i planetens atmosfär. Webb-datan visar upp teleskopets oöverträffade känslighet genom att man kan se de tunnaste dammringarna där som tidigare bara avbildats av två andra observationer. Teleskop på rymdfarkosten Voyager 2 när den flög förbi planeten 1986 och Keck-observatoriet med dess avancerad adaptiv optik. 

Uranus är den sjunde planeten räknat från solen. Den roterar sidledes på ungefär 90 graders vinkel från planet i sin bana. Detta orsakar extrema årstider eftersom planetens poler upplever många år av konstant solljus följt av lika många år av fullständigt mörker. Uranus tar 84 år på sig för att kretsa runt solen ett varv. För närvarande är det sen vår på dess nordpol, som syns på bilden. Uranus sommar inträffar 2028. När Voyager 2 däremot besökte Uranus 1986 var det sommar på sydpolen. Sydpolen finns nu på den "mörka sidan" av planeten vänd mot rymdens mörker.

Den nu tagna infraröda bilden från Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam) kombinerar data från två filter vid 1,4 som visas i blått och 3,0 mikron, som visas i orange (gäller ringarna). Planeten själv har en blå nyans i bilden.

När Voyager 2 fotograderade Uranus visade kameran en nästan enbart blågrön boll i våglängderna. Med de infraröda våglängderna och den extra känsligheten hos Webb ser vi mer detaljer, vilket nu visar hur dynamisk atmosfären på Uranus är.

På höger sida av planeten finns ett område som ljusnar vid polen mot solen, känd som en polär keps. Denna polära keps är unik för Uranus - den verkar dyka upp när polen får direkt solljus på sommaren och försvinner på hösten. Den nu insamlade Webb-datan kommer att hjälpa forskare att förstå hur mekanismen fungerar. Webb avslöjade även att det vid kanten av polarlocket (polär kepsen) finns ett ljust moln samt några svagare utsträckta funktioner strax bortom lockets kant och ett andra mycket ljust moln kan även ses vid planetens vänstra sida. Sådana moln är typiska för Uranus i infraröda våglängder och är sannolikt kopplade till stormaktivitet.

Uranus karakteriseras som en isjätte på grund av den kemiska sammansättningen av dess inre. Det mesta av dess massa tros vara en tät vätska av "isiga" material - vatten, metan och ammoniak - ovanpå en liten stenig kärna.

Uranus har 13 kända ringar och 11 av dem är synliga i denna Webb-bild. Några av dessa ringar är så ljusa i Webbteleskopets bild och finns så nära varandra att de verkar smälta samman till en större ring. Nio klassas som planetens huvudringar och två är de svagare dammringarna (som den diffusa zetaringen närmast planeten) upptäcktes först vid 1986 års förbiflygning av Voyager 2. Forskare förväntar sig att framtida Webb-bilder av Uranus kommer att avslöja de två svaga yttre ringarna som upptäcktes 2007 av Keckobservatoriet men vilka inte kan ses i ovan bild. 

 

Webb fångade också många av Uranus 27 kända månar men de kan ej ses på just denna bild. De sex ljusaste ringarna identifieras i vidvinkelbilden. Bilden var bara en kort, 12-minuters exponeringsbild av Uranus med två filter. Det är bara toppen av isberget av vad Webb kan göra när det observerar Uranus. Ytterligare studier av Uranus sker och fler planeras under Webbs första år i tjänst.

Bild på Uranus tagen av Webbtelekopets Near-Infrared Camera (NIRCam. Bilden är från webb https://webbtelescope.org/

Uranus bör få besök

 

Uranus diameter är ungefär 50000 km (ca 4 gånger större än jorden) och dess massa är cirka 14,5 jordmassor. Här finns ett ringsystem och tjugosju bekräftade månar, varav de fem största är Miranda, Ariel, Umbriel, Titania och Oberon. Vi vet inte mycket om dem. Men vi kan anta att här finns fler ännu oupptäckta månar.

Kathleen Mandt, är en planetforskare vid Johns Hopkins University's Applied Physics Laboratory vilken har publicerat en artikel i tidskriften Science där hon hävdar att NASA borde skicka en sond till Uranus. Hon konstaterar vidare att det skulle vara en bra tid att påbörja sådana planer nu eftersom nästa bra fönster för att skjuta upp en Uranussond skulle vara 2032, då Jupiters läge till jorden då kommer att möjliggöra en slangbella-manöver mot Uranus med hjälp av solen. Hon föreslår även ett namn för sonden: Uranus Orbiter and Probe (UOP).

Bra förslag som jag hoppas förverkligas.

Planetforskare har ägnat mycket tid åt att studera Mars. Mer än andra planeter vilket beror på Mars avstånd från oss som möjliggör  att det enklare att studera Mars än övriga planeter. Venus finns även på lämpligt avstånd att lättare studera  men denna planet kan vi inte landa på och undersöka så lätt på grund av dess hetta, moln och giftiga atmosfär.

 Mandt, menar att forskning av den avlägsna Uranus viktigt. Uranus anses vara solsystemets udda planet på grund av dess 90-graders lutning i förhållande till sin omloppsbana runt solen dess lutning ger planeten ett utseende av att rulla längs ett plan. Lutningen ger också planeten extrem säsongsvariation eftersom den cirklar ett varv runt solen en gång vart 84: e år. Observationer från jorden ger grumliga och disiga bilder vilket inte är särskilt gynnsamt för forskningsinsatser.

Endast en farkost har någonsin varit över Uranus - Voyager II, 1986 - och den flög bara förbi på väg till Neptunus. Ovan finns en bild från den färden från vikipedia och den är inte så bra och detaljerad.

 Uranus anses vara en isjätte på grund av de två tunga elementen som utgör huvuddelen av dess atmosfär: helium och väte.

Mandt konstaterar att inte mycket annat är känt om planeten därför bör NASA placera en sond i permanent omloppsbana över Uranus. Sonden skulle då avslöja den sanna naturen hos planetens atmosfär, avgöra om dess kärna är gjord av sten eller is och kanske ge en förklaring till hur den fick en så udda lutning. Undersökningen kan också ge information om hur isjättar bildas. Kanske även mer information om dess månar och även upptäcka fler.

NU ska väderleksförhållandena på Neptunus och Uranus undersökas

 

NASA;s James Webb Space Telescope kommer snart att rikta sin uppmärksamhet mot två spännande världar. Planeterna Uranus och Neptunus. Teleskopets skarpa skärpa ut i rymden kommer att vara värdefullt för att få fram detaljer om dessa två världar. Vi ska ha i åtanke att endast en enda rymdfarkost (Voyager 2) svävat över dem vilket skedde en kort stund, för Uranus del den 24 januari 1986, 17:59:47 UTC på ett närmsta avstånd av 81500 km och Neptunus den 25 augusti 1989, 03:56:36 UTC på ett minsta avstånd av 4951 km.

Forskare har länge med teleskop hållit  koll på vädret på dessa världar och Webb kommer nu att vara ett välkommet tillskott till dessa på grund av dess oöverträffade skärpa. Forskare önskar studera sammansättningen och temperaturen i dessas atmosfärer för att få en bättre kunskap av hur cirkulationsmönstert i deras atmosfär ser ut och vad som sker där.

 "Vi tror att dessas väder och klimat kommer att ha en fundamentalt annorlunda karaktär jämfört med gasjättarna", säger Fletcher (studieledaren Leigh Fletcher, är en planetforskare vid University of Leicester i Storbritannien) i pressmeddelandet från Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore.). (gasjättarna är Jupiter och Saturnus medan ovan har en kärna under sin kraftiga atmosfär av is och sten därav används i dag ofta epitet isjättar om dessa)

 Intresset för dessa isjättar beror enligt Fletcher delvis på att dessa är långt bort från solen är mindre i storlek och roterar långsammare runt sina axlar men även då blandningen av gas och atmosfärens blandning är väldigt annorlunda jämfört med gasjättarna Jupiter och Saturnus. 

Webbs teleskopets undersökningsmöjligheter inom mellanskiktet av det infraröda våglängdsområdet gör det möjligt för astronomerna att skilja på gaser i de två planeternas övre atmosfärer och undersöka hur solljuset eventuellt påverkar detta.

Studierna genomförs utifrån ett garanterat observationsprogram under en bestämd tid (bokat för webbteleskopet) med Webbteleskopet under ledning av Webbs tvärvetenskapliga forskare Heidi Hammel. Hammel vilken också är en av STScI https://www.stsci.edu/  planetforskare och känd för årtionden av teleskopiska och rymdfarkostobservationer av Uranus och Neptunus, inklusive de med Voyager 2.

Bild flickr.com Montage av Hubble Space Teleskop - bilder vilket visar planeterna Uranus (vänster) och Neptunus (höger).

Enorma hagelkorn bestående av ammoniak/ vatten vräker ner över Uranus och Neptunus

 

Hagelbollar bestående av en blandning av ammoniak och vatten kan vara förklaringen på en atmosfärisk anomali på Neptunus och Uranus som har förbryllat forskare under en längre tid. I en studie som presenterades av Tristan Guillot vid Europlanet Science Congress (EPSC) 2021 visar att hagelbollar kan innehålla ammoniak djupt ner i dessa isjättars atmosfär och där döljs de då från upptäckt under ogenomskinliga moln.

Nyligen har avlägsna observationer vid infraröda och radiovåglängder visat att Uranus och Neptunus saknar ammoniak i sin atmosfär. Något som är en gåta då de två andra jätteplaneterna Saturnus och Jupiter har gott om detta.

Detta är mystiskt eftersom de annars är mycket rika på andra föreningar, såsom metan likt även de andra två gasplaneterna är.  Antingen måste Neptunus o Uranus bildats under speciella förhållanden och av material som innehöll små mängder av ammoniak eller pågår en okänd process här. Guillot som är forskare vid CNRS, Laboratoire Lagrange i Nice, Frankrike använde en ny upptäckt vid Jupiter för som kan vara svaret i sin teori

"Juno-rymdfarkosten har visat att ammoniak finns i överflöd i Jupiter, men i allmänhet mycket djupare ner än väntat - tack vare bildandet av hagelbollar. Jag visar att det vi har lärt oss av Jupiter kan tillämpas för att ge en rimlig lösning på mysteriet vid Uranus och Neptunus, säger Guillot.

 

Juno-observationerna vid Jupiter visade att hagelbollar innehållande ammoniakvatten kan bildas snabbt under stormar på grund av att  ammoniak har förmågan att kondensera vatteniskristaller även vid mycket låga temperaturer så låga som cirka -90 grader Celsius.

Modeller indikerar att dessa hagelbollar i Jupiters atmosfär kan växa till upp till ett kilo eller mer något högre än de största hagelstenarna vi sett på jorden. När dessa hagel störtar nedåt transporterar de ammoniak mycket effektivt till den djupare delen av atmosfären, där det hamnar inlåst under moln för upptäckt med de instrument vi förfogar över i dag.

"Termodynamisk kemi innebär att denna process är effektiv i Uranus och Neptunus atmosfär och att hagelbollarma bildas i stort antal på större djup", säger Guillot. "Ammoniak är alltså förmodligen helt enkelt dolt djupt ner i atmosfärerna på dessa planeter  utom räckhåll för dagens instrument."

För att avgöra exakt hur djupt ner dessa stora hagelkorn finns får man vänta tills instrument finns som kan undersöka isjättarnas atmosfärer på plats.

Troligen är fenomenet här något som har med dessa två planeters mindre storlek i förhållande till Jupiter och Saturnus där ammoniak  finns högre upp i atmosfären (min anm.).

Bild Neptunus bana i rött Bild vikipedia.

Uranus intressanta måne Miranda

 

Miranda är den minsta och även den innersta av Uranus fem största månar. Dess diameter är ungefär en sjundedel av vår månes och dess avstånd är cirka 129850 km från Uranus. Månen Miranda består huvudsakligen av is, silikater och organiskt material till största delen i form av metanföreningar. Dess densitet är ungefär 1,2 g/cm³, vilket inte är mycket mer än för vatten.

Ytan är uppdelad i regioner av stökig terräng vilken korsas av jättelika kanjoner (se bild ovan) vilket indikerar att Miranda varit (eller kanske fortfarande är) aktiv. 

 Några månar som har bekräftat underjordiska hav är Enceladus (vid Saturnus) och Europa (vid Jupiter) . Men de kanske inte de enda. Uranus större månar exempelvis Miranda, Ariel och Umbrien kan också ha underjordiska hav.

 Nu har en grupp forskare under ledning av Dr. Corey Cochrane vid NASA: s Jet Propulsion-laboratorium preliminärt  utformat ett arbetssätt i syfte att kunna förvekliga  förbiflygning av Uranus system av månar med en känslig magnetometer ombord vilken ska kunna  ge information om dessa större månar hyser underjordiska hav. Detta arbete är ytterligare ett steg för att öka och söka vad vi anser vara eventuella  miljöer där liv kan finnas.

Jag hoppas undersökningar av månarna däruppe som är betydligt intressantare än vår måne snart kommer igång (min anm.). Vår måne är en stenmåne. Flera månar runt Jupiter, Saturnus, Neptunus och Uranus  har hav av vätska i flera fall av vatten.

Bild från vikipedia närbild av Verona Rupes, en 10 km hög klippa på Miranda.

Det finnas vatten mättat med magnesium djupt ner i Uranus och Neptunus.

 

Uranus är den sjunde planeten från solen räknat. Den är en av solsystemets fyra jätteplaneter och i storlek som Neptunus. Uranus är täckt av moln och ser grönblå ut. Färgen beror på att det finns metan i  kristallform i atmosfären vilket absorberar rött ljus. Atmosfären i sig består av ca 82,6 % väte, 15,2 % helium och ca 2 % metan.

Denna atmosfär består av fyra lager. Den yttre  består mest av väte. helium  och något metan. Längre in omvandlas detta till vätska under inverkan av trycket.

En fjärdedel in i planeten ersätts vätskan av ett lager sörjig ”is” bestående av vatten, ammoniak och andra tunga kemiska föreningar som blivit fasta genom trycket här. Islagret upptar större delen av Uranus volym. Det är egentligen fel att kalla Uranus gasjätte då den egentligen är en i isjätte (en sörja av is). 

Neptunus är den åttonde planeten från solen räknat. Denna planet består överst av ett ytligt lager bestående av väte, helium och ammoniak medan det djupare ner under dess molnlager 8000 kilometer från yttersta molnen finns en  mantel bestående av is, ammoniak och metan.

I en ny studie som nyligen publicerades i Nature Astronomy återskapade ett team av forskare temperatur och tryck i det inre av Neptunus och Uranus i labbmiljö för att få en större förståelse för kemin i dessa planeter djup.

Resultatet gav också ledtrådar till trolig sammansättning av gasplaneter utanför vårt solsystem (antaget att de även är issörja). – Genom den här studien försökte vi utöka vår kunskap om isjättarnas djupa inre och avgöra vilka vattenstensinteraktioner vid extrema förhållanden som kan finnas i miljöer likt denna, säger huvudförfattaren till studien Taehyun Kim vid Yonsei University i Sydkorea. "Isjättar och vissa exoplaneter har mycket djupa vattenlager till skillnad från jordplaneter (stenplaneter)." För att efterlikna förhållandena i djuphavslagren på Neptunus och Uranus i labbet utgick teamet från typiska stenbildande mineraler, olivin och ferropericlase  i vatten och komprimerade provet under mycket högt tryck. För att övervaka reaktionen mellan mineralerna och vattnet gjordes röntgenmätningar medan en laser värmde upp provet till hög temperatur.

Den resulterande kemiska reaktionen ledde till höga koncentrationer av magnesium i vattnet. Baserat på dessa fynd drogs slutsatsen att oceaner på vattenrika planeter (issörja inräknat) inte har samma kemiska egenskaper som jordens hav och högt tryck får dessa hav rika på magnesium.

Dessa egenskaper kan också ge oss teorier för att lösa mysteriet om varför Uranus atmosfär är mycket kallare än Neptunus även om de båda är vattenrika planeter. Om det finns mycket mer magnesium i Uranus vatten och is under atmosfären kan detta hindra värme från att avdunsta uppåt i  atmosfären.

Ja lite nytt blev det och jag tror (min anm.) att flera som läser detta får ny kunskap. Kunskap i form av att beteckningen gasplan bör  ändras till isjätteplanet på åtminstone dessa två planeter. Men en väl etablerad beteckning är svår att ändra och förvirrande att använda.

Bild från vikimedia Uranus och Neptunus.