Saturnus lilla isiga måne Mimas har ett hav under ytan

 

Mimas är en liten måne cirka 400 kilometer i diameter med en kraterrik yta. Inget som visar på ett hav under dess yta kan antydas", beskriver Dr Nick Cooper, medförfattare till en ny  studi och hedersforskare vid astronomienheten vid School of Physical and Chemical Sciences vid Queen Mary University of London.

 "Upptäckten av ett hav under isen lägger Mimas till en exklusiv klubb av månar med inre hav, där Enceladus och Europa är några men med en unik skillnad från dessa två: Mimas hav är anmärkningsvärt ungt endast ca 5 till 15 miljoner år gammalt. Existensen av ett nyligen bildat hav av vatten gör Mimas till ett utmärkt studieobjekt för studier för forskare som undersöker livets ursprung", förklarar Dr Cooper. Upptäckten möjliggjordes genom att analysera data från NASA:s rymdsond Cassini.  Cassini flög över Saturnus och dess månar i över ett decennium och tog mängder av foton. Genom att noggrant undersöka de subtila förändringarna i Mimas omloppsbana kunde forskarna sluta sig till att det finns ett dolt hav under ytan på månen och uppskatta dess storlek och djup.

Upptäckten har stor betydelse för vår förståelse av potentialen för liv bortom jorden. Det tyder på att även små, till synes inaktiva månar kan hysa dolda hav som kan stödja livsviktiga förhållanden. Detta öppnar upp spännande nya vägar för framtida utforskning vilket kan leda oss närmare svaret på frågan om vi ensamma i universum?

Bild vikipedia på Saturnus måne Mimas vilken enbart är ca 400 km i diameter men likväl har ett hav under sin isiga yta. fotograferad av Cassini 2005 (NASA)

Uranus månar Ariel och Miranda kan ha hav

 

I en ny studie under ledning från Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland, analyserade forskare nästan 40 år gamla energirika partikel- och magnetfältdata som sammlats in av NASA: s rymdfarkost Voyager 2 (den enda rymdfarkost som hittills svävat över Uranus).

Teamet presenterade sina resultat vid den årliga Lunar and Planetary Science Conference den 16 mars 2023.

Deras studie har nyligen godkänts för publicering i tidskriften Geophysical Research Letters. Resultatet tyder på att en eller två av Uranus 27 månar - Ariel och/eller Miranda släpper ifrån sig materia i sin omgivning genom en okänd mekanism. En förklaring kan vara att en av dem eller båda har ett hav under sina istäckta ytor och det sker genom gejsrars utbrott.

Det är inte ovanligt att mätningar visar att energirika partiklar är tecken på en havsvärld, beskrev Ian Cohen, rymdforskare vid APL och huvudförfattare till studien.

Till exempel gav partikel- och magnetfältdata några av de första misstankarna som ledde till att identifiera solsystemets två havsmånar. Jupiters måne Europa och Saturnus måne Enceladus. Dessa data gav de första övertygande bevisen för att Europa och Enceladus var källorna till partiklar och plasmautsläpp i sin omgivning som sannolikt härrörde från hav under deras istäcken.

Tiden närmar sig nu för ett återvändandeuppdrag till Uranus och Neptunus och det har fått flera forskargrupper att åter se på gamla flyby-data något som ibland leder till nya fynd. En grupp av planetforskare rekommenderade under våren 2022 att 4,2 miljarder dollar skulle satsas av NASA till ett besök till Uranus under det kommande decenniet.

Cohen och hans kollegor analyserade partikeldata i det APL-byggda LECP-instrumentet (Low-Energy Charged Particle) från Voyager 2 och  hittade då något märkligt: en instängd population av energirika partiklar som Voyager 2 hade observerat när den lämnade Uranus.

Det som var intressant var att dessa partiklar var  extremt begränsade till Uranus magnetiska ekvator, beskriver Cohen i studien. Magnetiska vågor skulle normalt få dem att sprida sig i latitudriktning, förklarade han, men dessa partiklar var alla sammanträngda nära ekvatorn vid månarna Ariel och Miranda.

Forskare tillskrev ursprungligen dessa funktioner till att Voyager 2 möjligen hade flugit genom en slumpström av plasma som kom från den  svansen av Uranus magnetosfär. Men den förklaringen håller inte, sa Cohen. "En sådan förklaring skulle normalt få en mycket bredare spridning av partiklar än vad som observerades.

 Med hjälp av enkla fysiska datamodeller och med nästan 40 års kunskap sedan insamlandet av Voyager 2 försökte teamet nu återskapa Voyager 2 observationerna. De kom fram till att förklaringen måste innehålla både en stark konsekvent källa till partiklarna och en specifik mekanism för att ge dem energi. Efter att ha övervägt flera möjligheter drogs slutsatsen att partiklarna troligen kom från en närliggande måne.

Teamet misstänker nu att partiklarna kommer från Ariel och/eller Miranda genom antingen gejserutbrott av de slag som sker på  månen Enceladus eller genom en process där högenergipartiklar träffar en yta och matar ut andra partiklar i rymden. Just nu handlar det om 50-50 om det är det ena eller det andra, beskrev Cohen det.

Oavsett ses i datamodeller att den energigivande mekanismen skulle vara densamma: En konstant ström av partiklar som strömmar från månarna ut i rymden där de skapar elektromagnetiska vågor.

Forskare misstänker sedan ett tag att Uranus fem största månar  där Ariel och Miranda ingår bland dessa fem kan ha  hav under sina ytor. Uppgifterna överensstämmer med den mycket spännande potentialen att det finns en aktiv havsmåne där som ger ovan effekt enligt Cohen och tillägger att vi kan alltid göra mer omfattande datamodeller men tills vi har nya data kommer slutsatsen att vara begränsad. Därför önskar forskarna att en ny färd till Uranus bör ske inom överskådlig tid för mer data.

Bild på en av de ovan omtalade månarna Miranda.

Kanske Venus en gång hade hav.

 

Vatten finns överallt i solsystemet oftast i form av is eller gas men ibland även i flytande form som på Jorden. På alla planeter och på många av månarna i vårt solsystem och i  den yttre ringen av asteroidbältet mellan Mars och Jupiter  till det isiga Kuiperbältet bortanför Neptunus ut till  Oorts kometmoln finns vatten. Säkert finns det även i andra solsystem.

Venus är den andra planeten från solen räknat och den är i storlek lik Jorden. Skillnaden är dess giftiga svavelmoln, kraftiga koldioxidatmosfär  och en växthuseffekt som skapat en temperatur av ca 450 C på ytan. Det är en varm, torr, stenplanet med endast spår av vattenånga i den tjocka CO2 atmosfär där svavelmolnen sveper fram.

Venus kan alltid ha varit en obeboelig het planet som förlorade sitt eventuella syre i absorption under kristalliseringen av sitt magmahav och därför aldrig haft flytande vatten på ytan. Utan något sätt att binda kol, ständigt ökande atmosfärisk CO2 sveptes planeten in i ett tjockt tungt täcke som ledde till nuvarande atmosfärstryck vid ytan som är 92 gånger högre än det på jorden. Något som gjorde att Venus blev varmare än Merkurius trots att Venus finns dubbelt så långt bort från solen än Merkurius.

Likväl föreslås i en datasimulering att Venus i det tidiga solsystemets historia då solstrålningen var 30 % mindre än nu  kan ha haft en lägre yttemperatur och en mycket tunnare atmosfär vilket kan  resulterat att flytande vatten en tid fanns på ytan - kanske hav – och kanske för endast 700 miljoner år sedan däremot inträffade därefter en skenande växthuseffekt  som kokade bort havet.

Forskare vid University of Chicago som undersökte om denna scen var möjlig med en datasimulering av skilda möjligheter av Venus utveckling historiskt. De tog det unika tillvägagångssättet att först anta att det en gång fanns ett hav med rätt temperatur för flytande vatten.  Datormodellerna byggdes upp med en mängd olika havsnivåskillnader och man testade dessa havsteorier genom tre olika processer av avdunstning och syreavlägsnande. De körde modellen med tre olika tidsberoende utgångspunkter, totalt 94080 gånger med ett poängsystem som gjorde det möjligt att identifiera körningarna med resultat som till slutresultat blev Venus som vi upplever den.

Enligt studiens resultat var det bara några hundra av 94080 körningar som resulterade i den faktiska Venus-atmosfären av idag. De hypotetiska havsepokerna på Venus behövde sluta före 3 miljarder år sedan med ett maximalt havsdjup på 300 meter över hela ytan (total hydrosfär). Resultaten tyder på att Venus har varit obeboelig i mer än 70 % av sin historia, fyra gånger längre än tidigare uppskattningar. 

Men detta resultat visar bara en möjlighet av hav i det förgångna inte att Venus säkert haft hav. Troligast enligt mig har Venus aldrig varit täckt av hav utan alltid varit som det är i dag.

Forskare är ganska säkra på att flytande vatten på en stenig planet behövs för att liv ska existera eller ha möjlighet att utvecklas. Livet på jorden tros ha börjat för cirka 3,5 till 4 miljarder år sedan, enligt fossilfynd och kanske ännu längre tillbaka till cirka 4,5 miljarder år tillbaks om man tar hänsyn till den molekylutveckling som gav upphov till de livsformer som nu är fossil (med andra ord började då utvecklingen till liv på Jorden redan vid dess första ti§d. Detta då Jorden anses skapad för ca 4,5 miljarder år sedan) . Om Venus hade flytande vatten på sin yta för 3 miljarder år sedan kunde här också ha funnits liv.

Resultatet av studien har publicerats i Proceedings of the National Academy of Sciences.

Bild vikipedia på en mosaik av radarbilder som visar Venus utan sin täta atmosfär. Sammanställt av NASA/JPL.

Fler bevis är framlagda på möjligt liv i havet på månen Enceladus

 

Enceladus är en av Saturnus månar. Den  har en ocean av vatten under sin tjocka isyta.

Ett team av forskare där bland annat Dr. Christopher Glein från Southwest Research Institutes ingår har framlagt nya bevis för en viktig byggsten för livsmöjligheter i havet under  Enceladus isyta. Genom datamodellering indikeras att Enceladus hav bör vara relativt rikt på upplöst fosfor. Fosfor är en viktig ingrediens för livet.

Glein är en ledande expert på utomjordisk oceanografi. Han är medförfattare till en ny artikel i Proceedings of the National Academy of Sciences där dessa antagna bevis beskrivs.

Rymdfarkosten Cassini som kretsade över månen 2005 upptäckte för första gången att Enceladus hade flytande vatten under sin yta då gejsrar av iskorn och vattenånga utbröt från sprickor i isen och analyserade prover från denna. 

"Vad vi har lärt oss är att gejsern innehöll nästan alla grundläggande ämnen för liv som vi känner det", sa Glein. "Medan det bioessentiella elementet fosfor ännu inte  identifierades direkt eller hittades i analysen av vattenångan upptäcktes det däremot nu genom ovan datamodell där team fann bevis för dess tillgänglighet i havet under månens isiga skorpa." 

En av de mest djupgående upptäckterna inom planetvetenskapen under de senaste 25 åren är att världar med hav under ett ytskikt av is är vanligt i vårt solsystem. Sådana världar inkluderar de isiga månarna över Saturnus, Jupiter, Uranus och Neptunus och då är i första hand Jupiters måne Europa, Saturnus måne Titan och Enceladus liksom mer avlägsna kroppar som dvärgplaneten Pluto som intressantast.

Världar som jorden däremot med flytande hav på sin yta måste ligga inom ett smalt avstånd från sin sol. Någon sådan värld finns inte utöver Jorden i vårt solsystem i dag, Eventuellt har Mars haft hav i perioder tidigare.  

Inre vattenhavsvärldar (under is) kan dock finnas över ett mycket bredare spektrum av avstånd från sin sol vilket kraftigt utökar antalet världar med livsformer som sannolikt kan existera i Vintergatan. "Strävan efter utomjordiskt liv i solsystemet har skiftat fokus eftersom vi nu i första hand letar efter byggstenarna för liv, inklusive organiska molekyler, ammoniak, svavelbärande föreningar samt den kemiska energi som behövs för att stödja liv," säger Glein. "Fosfor är intressant då det i tidigare teorier ansågs vara knappt i Enceladus hav vilket skulle dämpa utsikterna för liv där."

Fosfor i form av fosfater är avgörande för allt liv på jorden. Det är viktigt för skapandet av DNA och RNA, energibärande molekyler, cellmembran, ben och tänder hos människor och djur och även havets mikrobiom av plankton.

Teamets medlemmar utförde termodynamisk och kinetisk modellering som simulerar fosforns geokemi baserat på fynd från Cassini analys av gejsern på Enceladus. Under sin forskning utvecklade teamet den mest detaljerade geokemiska modellen hittills av hur havsbottenmineraler löses upp i Enceladus hav och förutspådde att fosfatmineraler skulle vara ovanligt lösliga där.

"Den underliggande geokemin har en elegant enkelhet som gör närvaron av upplöst fosfor oundviklig och når nivåer nära eller till och med högre än de i dagens hav på Jorden", säger Glein. "Vad det betyder för astrobiologi är att vi kan vara mer säkra än tidigare på att Enceladus hav kan ha liv."

Spännande tider väntar om vi får möjlighet att utforska detta hav någon gång i framtiden (min anm.).

Bild vikipedia på Saturnus största måne Enceladus i naturlig färg.  Bild tagen av farkosten Cassini 2017.

Svavelresternas ursprung på månen Europa

 

SwRI (Southwest Research Institute i San Antonio, Texas, USA) varifrån man studerar månen Europa  ska snart få hjälp med studierna av Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS) som ska finnas ombord på NASAs Europa Clipper vilken planeras att lanseras sändas upp under 2024.

Forskare är i dag nästan helt säkra på att det under månen Europas isiga yta finns ett saltvattenhav som innehåller nästan dubbelt så mycket vatten som alla jordens hav tillsammans. Månen kan även vara den mest lovande platsen i vårt solsystem i sökande efter liv utanför Jorden.

"Europas relativt unga yta består till största delen av vatten fruset till is", säger Dr. Tracy Becker, huvudförfattare till den rapport som beskriver dessa UV-observationer. "Att avgöra om de material utöver is är ursprungliga på Europa eller ditkomna utifrån ex meteoritnedslag är viktigt i  förståelsen av Europas bildande och utveckling."

En bedömning av ytmaterialet kan  ge insikter i sammansättningen av det underjordiska havet. SwRI: s datainsamling är den första som producerat en nästan global karta som visar att svaveldioxid på månen korrelerar med storskaligt mörkare regioner på både synliga och ultravioletta våglängder.

"Resultaten är inte förvånande, men i detta arbete fick vimycket bättre täckning och upplösning än under tidigare observationer", säger SwRI: s Dr. Philippa Molyneux, medförfattare till rapporten. "Det mesta av svaveldioxiden finns på ena halvklotet av Europa. Det är sannolikt koncentrerat där på grund av att Jupiters samroterande magnetfält fångar svavelpartiklar som sprutar upp från månen Ios vulkaner och ger dessa partiklar  kurs mot denna sida av månen Europa.

Io är en av Jupiters största månar och det mest vulkanaktiva objektet i vårt solsystem. Jupiters magnetfält kan orsaka kemiska reaktioner mellan isen och svavlet vilket då skapar svaveldioxid på Europas yta.

"Förutom att studera svaveldioxiden på Europa fortsätter vi att försöka förstå varför Europa vars yta domineras av is inte ser ut som man förväntar sig av fruset vatten i ultravioletta våglängder vilket beskrivs i rapporten, säger Becker och tillägger. "Vi arbetar aktivt vidare för att förstå varför."

Rapporten om ovan publicerades  nyligen i The Planetary Science Journal.

Varför vatten som fryser inte ser ut som is på jorden här i detta ljus kan diskuteras (min anm.). Kan det vara svavelfärgat, Kan det vara ett tunt isskikt där vi ser underliggande lager av mineral? Tankar man får. Kan det vara Europas atmosfär som färgar isen? Strålning eller gas mellan oss och månen? Inget vet än.

Bild på månen Europa från vikipedia.

I Jupiters måne Europas underjordiska hav kan syre finnas och därmed liv.

 

Europa är Jupiters fjärde måne i storleksordning. Dess yta är täckt av is vilket kan förklara varför den nästan helt saknar kratrar (synliga sådana). Månen Europas hav kan innehålla syre och då möjligheten av liv i detta hav under månens isiga yta.

I teorin ges tyngd åt tanken att rikligt med syre kan finnas i Europas undervattenshav efter att detta har strilat ned från månens isiga skal när terrängen där bildades. Faktum är att syrenivåerna i Europas underjordiska hav kan vara lika höga som i jordens hav enligt en ny studie. Något som ger trovärdighet åt månens beboelighet för enkelt liv.

Europa kan hysa liv under isen, säger marc Hesse, professor vid University of Texas at Austin's department of geological sciences i ett uttalande. Vi känner redan till att syre finns på Europas yta vilket innebär att den nya studien nu fokuseras på i vilken utsträckning syre träcker  ner i havet under det 15 kilometer tjocka  isstäcket. Isskorpan  består av väte och syre (fruset vatten). Strålning till månens yta från den närliggande Jupiter reagerar med isen och skapar fritt syre tillsammans med andra föreningar av oxidanter (såsom väteperoxid.)

Den nya studien, som involverar en fysikbaserad datorsimulering av processerna av Europas yta visade att när månens is delvis smälter skapas slask i form av saltlake. Kraften i denna slask träcker genom isen då porer i isen tillfälligt uppstår och vidgas. Det  uppstår då  en väg för den syrerika saltlaken att sippra ner genom isen till havet. Det är dock oklart hur mycket syre som spolas ner den vägen.

 Modellen förutsätter  olika scenarier av ett  "brett spektrum av syrenivåer"  till Europas hav över tid, med magnituder som sträcker sig med en faktor på 10000. Endast den högsta uppsättningen av uppskattning ger syrenivåer i Europas hav som liknar de i jordens hav säger medförfattaren till studien forskaren Steven Vance vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i ett uttalande.

Men om de högsta syrenivåerna är fallet, säger Vance, "är det lockande att tänka att någon form av aeroba organismer lever i havet under isen". ("Anaerob" är enkla organismer som trivs under syresatta förhållanden.

Om liv finns där kan även mer komplexa och större djur eller växter finnas (enligt mig). 

Bild från vikipedia på månen Europa av Ett konstnärligt grepp hur en termisk borr borrar sig igenom isen och dess utplacerade "hydrobot" som kommer ner till oceanen.

Saturnus måne Mimas misstänks ha ett hav under sin isiga yta

 

En av upptäckterna inom astronomi under de senaste 25 åren är att det finns planeter och månar som med stor sannolikhet har hav under lager av sten eller is i vårt solsystem. Sådana världar inkluderar de isiga månarna Europa, Titan och Enceladus liksom planeten Pluto. Men världar som jorden med ythav (av vatten) måste befinna sig inom ett lämpligt  avstånd och inte för kort eller långt avstånd från sina stjärnor för att upprätthålla den temperatur som möjliggör flytande hav. Men världar med hav under ytan finns över ett mycket bredare spektrum av avstånd till sin sol vilket kraftigt utökar antalet världar med eventuella livsformer som sannolikt existerar i galaxen. En värld som kan ha ett hav under ytan är Saturnus måne Mimas.

 

"Eftersom Mimas yta är kraftigt kraterrik trodde vi att denna måne var ett fruset isblock", säger SwRI: s Dr. Alyssa Rhoden, specialist på geofysik av isiga månar och då i första hand de som innehåller hav och utvecklingen av dessa. Saturnus måne Mimas visar i nya analyser av insamlat material från 2005 tecken på geologisk aktivitet. Mimas yta lurade oss (den anses av många fortfarande vara en måne av poröst mineral uppblandat i is likt asteroiden Bennu är). 

Men vår nya förståelse har kraftigt utvidgat definitionen av en potentiell Mimas som en värld med ett hav och kanske liv. 

Rhoden  som arbetar vid Southwest Research Institute bestämde sig för att bevisa att Saturnus lilla innersta måne var en frusen måne men upptäckte istället övertygande bevis för att Mimas har ett flytande hav under isen. Under NASA: sCassini-uppdrag  identifierade denna rymdfarkost en konstig  svängning i månens rotation något som oftast pekar på en geologiskt aktiv kropp som kan stödja ett inlandshav (det var den 2 augusti 2005 datan insamlades men först nu analyserats om och ytoligen fått en förklaring).

"Om Mimas har ett hav representerar detta en ny klass av små, havsvärldar med ytor som inte avslöjar dess underjordiska  havs existens", säger SwRI: s Dr. Alyssa Rhoden.

Kanske fler av månarna däruppe innehåller underjordiska hav. Kanske även vår egen måne har detta (min anm.). Troligen är hav under ytan vanligt på exoplaneter och exomånar i många andra solsystem därute (min anm.).

Bild vikipedia. Mimas, fotograferad av farkosten Cassini den 2 augusti 2005 (NASA)

Kan det ha funnits hav på Venus.

 

Venus är den andra planeten i solsystemet från solen räknat och har en storlek nästan jämförbar med Jorden.  Venus atmosfär består främst av koldioxid med inslag av lite kväve. Här finns ett atmosfärtryck vid ytan som är ungefär 90 gånger högre än atmosfärtrycket på Jordens yta (Venus atmosfärtryck motsvarar ungefär trycket på en kilometers djup i en ocean på Jorden). Den kraftiga CO2-rika atmosfären tillsammans med det oerhört höga atmosfärstrycket resulterar i en stark växthuseffekt som höjer yttemperaturen med ungefär 400 °C mot vad här annars skulle varit i förhållande till avståndet till solen.  Det ger en yttemperatur av ca 500 °C. Utan växthuseffekten skulle Venus temperatur varit ca 100C. Inte så livsvänligt det heller.

Det är möjligt att Venus en gång i tiden hade lika mycket av flytande vatten som Jorden. Det enligt teorin som gällt tills nu. För fyra miljarder år sedan utstrålade nämligen inte solen lika mycket värme som nu men i takt med att värmen från solen ökade avdunstade vattnets koldioxid upp till atmosfären och ökningen av koldioxid gjorde att värmen på planetens yta steg  och oceanerna  avdunstade. Venus yta domineras numera av stora slätter. 

Men nyligen har Venus blivit ett viktigtforskningsämne för astrofysiker vid ESA och NASA. Det har nu beslutats att det under de närmsta tio åren ska skickas tre rymdutforskningsuppdrag dit. En av de viktigaste frågorna som dessa uppdrag syftar till att besvara är om Venus någonsin haft hav eller inte.

 Astrofysiker ledda av Martin Turbet, forskare vid institutionen för astronomi vid University of Science of the UNIGE och medlem av NCCR PlanetS har försökt svara på denna fråga med de verktyg som finns tillgängliga på jorden.

" Vi simulerade jordens och Venus klimat som vi anser rådde där för mer än fyra miljarder år sedan då planetens yta fortfarande var i smält form", förklarar Martin Turbet. " – Tack vare datasimuleringar kunde vi visa att klimatförhållandena då inte tillät vattenånga att kondensera i Venus atmosfär, säger Martin Turbet.

 Det innebär att temperaturerna aldrig blev tillräckligt låga för att vattnet i atmosfären skulle bilda regndroppar som kunde falla ner på dess yta. Istället blev vattnet kvar i gasform i atmosfären och haven bildades aldrig.

– En av de främsta anledningarna till detta är molnen vilka på Venus bildas företrädesvis på planetens nattsida. Dessa moln orsakar en mycket kraftfull växthuseffekt som hindrade och hindrar Venus från att svalna så snabbt som man tidigare trott, säger denne Genèveforskare. Då detta inte sker kan regn inte falla idag och kunde inte falla då.

Men det förklarar inte enligt mig om vatten en gång funnits här. Det är vad framtida undersökningar kanske kan förklara (min anm.).  Men om analysen stämmer har aldrig vatten funnits där och för mig låter det troligt.

Bild vikipedia på Venus i den färg den har.

På Jupiters isiga måne Europa är det fullt av nedslag i isen

 

Jupiters måne Europa och dess hav under isen kan enligt nuvarande rön ha förhållanden som är lämpliga för liv. Forskare studerar processer på den isiga ytan när de nu förbereder sig för att utforska havet under ytan i en förhoppningsvis inte allt för avlägsen framtid.

 

Det är lätt att se effekterna av nedslagen av meteoriter på vår måne där den gamla, misshandlade ytan är täckt med kratrar och ärr. På Jupiters isiga måne Europa däremot där meteoritnedslagen ses i isytan sker även en stark strålning från Jupiter i form av högenergielektroner.

NASA-finansierade forskare studerar nu de kumulativa effekterna på Europas yta när de nu förbereder sig för att i framtiden utforska  Europa genom det som kallas  Clipperuppdaget. Ett uppdrag med syfte att studera möjligheterna till en framtida landning på Europa. Europa är av särskilt vetenskapligt intresse eftersom dess salta hav under ett tjockt lager is kan ha förhållanden som är lämpliga för liv. Vattnet kan även ta sig upp på månens yta.

 

I ny forskning uppskattas hur långt ner ytan  processen som kallas "impact gardening" sker i form av störningar. 

I studien som publicerades den 12 juli i Nature Astronomy uppskattas att det på Europas yta sker små effekter till ett genomsnittligt djup på cirka 30 centimeter över en tidsrymd av tiotals miljoner år (av strålningen från Jupiter). Alla molekyler som kan kvalificera sig som potentiella biosignaturer vilket inkluderar kemiska tecken av liv kan påverkas till det djupet. " Om vi hoppas hitta orörda, kemiska biosignaturer måste vi titta under detta djup i isen där effekterna av impact gardening inte har skett ", säger huvudförfattaren till studien Emily Costello forskare vid University of Hawaii i Manoa. "Kemiska biosignaturer i områden som är grundare än den zonen kan ha utsatts för destruktiv strålning."

Även om impact gardening  länge ansetts vara sannolikt på Europa och andra atmosfärtomma  kroppar i solsystemet ger den nya modellering den mest omfattande bilden hittills av processen. Faktum är att det är den första som tar hänsyn till sekundära effekter som orsakas av skräp som regnar ner på Europas yta efter att ha blivit utkastat  av en första meteoritkollision. Forskning visar att Europas mellan- och höggradiga breddgrader skulle påverkas mindre av dessa dubbla nedslag och strålning.

"Vårt arbete breddar vår förståelse av de grundläggande processerna på ytor över hela solsystemet", säger Cynthia Phillips, Europaforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien och medförfattare till studien. " Om vi vill förstå de fysiska egenskaperna och hur planeter i allmänhet utvecklas, måste vi förstå den roll som impact gardening har i att omforma dem."

 

Europa Clipper, som drivs av JPL för NASA, kommer att bidra till att utveckla den förståelsen. Rymdfarkosten siktas bli uppskjuten 2024 och kommer då att genomföra en serie nära förbiflygningar av Europa när den kretsar runt Jupiter. Den kommer att bära instrument för syftet att noggrant undersöka månen, samt undersöka damm och gaser som kommit finns på ytan. 

 

Uppdraget som Europa Clipper bidrar till tillhör astrobiologins område, den tvärvetenskapliga forskningen om variablerna och förhållandena i avlägsna världar som kan hysa livet som vi känner det. Europa Clipper är inte ett uppdrag där liv söks utan kommer att genomföra detaljerad spaning över Europa och undersöka om den isiga månen, med sitt underjordiska hav har förmågan att stödja liv. Att förstå om Europa har biologiska livsformer kommer att hjälpa forskare att bättre förstå hur livet utvecklades på jorden och potentialen att finna liv bortom vår planet.

 

Bild från vikipedia på månen Europa tagit 1996 då rymdfarkosten Gallileo besökte några av Jupiters månar.  

Under istäcket på månen Enceladus svallar havsvattnet.

 

Enceladus är en liten istäckt måne ca 500 kilometer i diameter innebärande endast en sjundedel så stor som vår måne. Det är den sjätte månen i storleksordning vid Saturnus. Trots sin ringa storlek uppmärksammades Enceladus av forskare 2014 vid en förbiflygning av Cassini-rymdfarkosten. Då upptäcktes bevis på stora undervattenshav och togs prov på vatten från ett gejserliknande utbrott genom en spricka i isen vid sydpolen (slumpen spelade farkosten i händerna så detta möjliggjordes).

Enceladus är en av de få platserna i solsystemet med flytande vatten en annan är Jupiters måne Europa som vi vet i dag. Det finns en del andra intressanta platser som även kan ha detta ex Saturnus sällan nämnda måne Japetus en stor måne som har en istäckt sida och en askgrå grussida. Enceladus är  för astrobiologer som söker efter tecken på liv därute.

Havet på Enceladus är  olikt jordens. Jordens hav är relativt grunda (i genomsnitt 3,6 km djupa) och täcker tre fjärdedelar av planetens yta och är varmare på ytan genom solens strålar och kallare i djupet nära havsbotten och har strömmar som påverkas av vind.

 Enceladus har ett underjordiskt hav som är minst 30 km djupt och kyls upptill nära isens yta och värms i botten av värme från månens kärna.

Trots dessa skillnader föreslår Caltech-doktoranden Ana Lobo (MS '17) att haven på Enceladus har strömmar som liknar dem på jorden. Arbetet bygger på mätningar från Cassini samt forskning av Andrew Thompson, professor i miljövetenskap och ingenjörsvetenskap som har studerat hur is och vatten interagerar för att driva havsvatten runt Antarktis.

 

Haven i Enceladus och på jorden delar en egenskap. De är salta. Och som framgår av resultaten som publicerades i Nature Geoscience den 25 mars kan variationer i salthalt fungera som drivkraft för havscirkulationen på Enceladus precis som de gör i jordens hav runt Antarktis.

Encecladus är en mycket intressant måne att besöka på djupet. Jag hoppas det snart blir möjligt att sända en farkost dit. En farkost med en robot som kan tränga ner i havet och söka efter liv och ta prover på vattnet där (min anm.)

Bild från vikipedia på Saturnus måne Enceladus taget av rymdfarkosten Cassini under 2005.

Månen Ganymedes har hav och is.

 

Jupiters måne Ganymedes är den största månen i vårt solsystem. Storleksmässigt är den större än planeten Merkurius. Den är också en av de mest spännande platserna i sökande efter liv i vårt solsystem.

Ganymedes är den enda månen med eget magnetfält och vad vi vet och tror har denna måne sannolikt ett undervattenshav av flytande vatten. Ganymedes studerades av de tidiga Jupiterförbiflygningarna som gjordes av Pioneer och Voyager-rymdfarkosterna. Men vår förståelse idag av denna måne baseras till stor del på observationer som gjorts av NASA: s Galileo mellan 1995 till 2003. 

Senast och nu använt är Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) ombord på NASA:s rymdsond Juno för syftet att ta bilder och spektra av månens nordpolsregion. 

Den 26 december 2019 passerade Juno Ganymedes på ett avstånd av cirka 100000 kilometer, vilket gjorde det möjligt för JIRAMinstrumentet  att kartlägga denna region med en rumslig upplösning på upp till 23 kilometer per pixel. Genom att kombinera detta med spektrala observationer i 2-mikrometervattenisabsorptionsbandet kunde forskare kartlägga fördelningen av is i nordpolregionen.

Dessa uppskattningar överlappades med kartor som härrör från jordbaserade teleskopiska observationer, Forskarna utökade nu den globala vatteniskartan på dess nordliga breddgrader.

 

Observationer i andra spektrala band visade också förekomsten av vattenfria områden där annat slag av kemiskt material innefattande  hydratiserade magnesiumsalter, ammoniak, koldioxid, och en rad organiska molekyler.

Kanske det finns flytande vatten under isen eller fruset liv i denna. Ingen vet. I morgon ska jag publicera ett inlägg om en än mer, troligen, den mest intressanta platsen i vårt solsystem s en måne där liv mycket troligt kan finnas(min anm.) .

Bild från vikipedia på Jupiters största måne Ganymedes och även den största månen i vårt solsystem. Här ses Storleksjämförelse med Jorden, Månen och Ganymedes.

Troligen finns det ett hav dolt under Plutos yta.

Pluto kan ha börjat som en het värld som bildades snabbt och våldsamt enligt en ny studie. Om det stämmer tyder mycket på att Pluto har ett underjordiskt hav sedan denna tid och att detta hav fortfarande existerar under ytan.

Nu säger forskare att detta hav uppvärmt av Plutos inre i sitt våta mörker kan innehålla livsformer.

Tidigare antogs att Pluto härstammade från kall och isig sten som klumpats samman i Kuiperbältet vid planetsystemets bildande men nu anser en del forskare istället att Pluto  hade en varm start full av explosiv kraft.

"När vi tittar på Pluto idag ser vi en väldigt kall fryst värld med en yttemperatur på cirka -228 grader Celsius", säger studieförfattaren till rapporten Carver Bierson, planetforskare vid universitetet i Santa Cruz i Kalifornien och tillägger  

"Jag tycker att det är fantastiskt att man genom att titta på den geologi som registrerats i ytan nu kan dra slutsatsen att Pluto hade en snabb och våldsam början som värmde det inre tillräckligt för att bilda ett hav under ytan."

Troligast har Plutos geologi kunnat mer förstås efter besöket av New Horizon och dess data som fortfarande analyseras (min anm.). Vi bör dock tänka på att vi inte vet om detta hav finns eller hur stort det är, om det existerar. Ännu mindre kan vi veta om det finns liv här. Men så länge vi inte kan ta reda på detta är möjligheten öppen.

Bild från vikipedia på Pluto sedd från New Horizons 14 juli 2015.

Nu ska livsformer sökas under Jupiters måne Europas is

Om det finns liv  i mörkret i det iskalla havets djup på Jupiters måne Europa ska  kommande NASA uppdragkunna svara på.


Europa Clipper rymdfarkost är planerad för detta uppdrag och ska lanseras i mitten av 2020 talet. Clipper kommer att samla prover under dussintals överflygningar av Europa under loppet av dess 3,5-åriga operativa liv. 


Proverna ska tas från Europas atmosfär och förhoppningsvis från de gejsrar (vilkas vatten kommer från havet under Europas istäcke) som man sett uppstår på Europa.

Forskarna har upptäckt bevis för sådana vid flera tillfällen men deras exakta utloppsplats är inte exakt kartlagd.


Bild från vikipedia av en illustratör på hur en termisk borr borrar sig igenom isen och dess utplacerande av hur en "hydrobot" kommer ner till oceanen därunder på månen Europa.

Tidigare okända organiska föreningar har upptäckts i is på månen Enceladus.

Enceladus är en av Saturnus månar vilken besöktes av rymdskeppet Cassini under 2004.  Bilder från detta besök analyseras fortfarande. Enceladus har troligen en ocean av vatten under sin istäckta yta.


Nya resultat har nyligen kommit om att tidigare okända organiska föreningar i form av aminosyror har upptäckts i de gejsrar av iskorn som viner ut från månens inre.

 Den nya upptäckten kommer ur den pågående djupdykningen av data från NASA:s rymdskepp Cassinivilken fortfarande efter 15 år inte är klar. Kraftfulla hydrotermiska gejsrar matar ut material från Enceladus inre som blandats med vattnet från den inre oceanen tränger upp och fryses direkt och bildar iskorn. De upptäckta molekylerna i dessa iskorn (hagel) är då kondenserade på iskornen och har visat sig innehålla kväve- och syreföreningar.



På jorden är liknande föreningar en del av kemiska reaktioner som producerar aminosyror, byggstenarna i livsformer. Hydrotermiska ventiler på havsbottnen ger denna energi och reaktion på jorden. Forskarna tror Enceladus hydrotermiska ventiler kan fungera på samma sätt, leverera energi som leder till produktion av aminosyror i dess hav.


Om förutsättningarna är optimala kan dessa molekyler som kommer från djuphavet på Enceladus fungera som  här på jorden. Vi vet dock ännu inte om aminosyror behövs för att livet bortom jorden ska uppkomma men att hitta molekyler som bildar aminosyror är en viktig pusselbit, säger Nozair Khawaja, som ledde forskargruppen vid universitetet i Berlin. Hans fynd publicerades den 2 oktober i Royal Astronomical Society månadsskrift.


De nya fynden kompletterar forskarlagets upptäckt förra året av stora olösliga komplexa organiska molekyler som tros flyta på ytan av Enceladus hav. På grund av denna upptäckt gick forskarteamet djupare i analyshänseende för att hitta ingredienserna vilka upplösta i havet som behövs för de hydrotermiska processer som misstänks ske för bildande av aminosyra på Enceladus och fann ovanstående.


Jag ser det (min anm) som spännande upptäckter på en del av månarna därute. Kan livets byggstenar ha skapat någon form av livsformer i havet på Enceladus? Jag är pessimistisk om det men har full förståelse om andra är optimistiska. Forskarna däremot ska absolut gå vidare och lösa och besvara frågan. Men då behövs någon form av farkost ner i havet på Enceladus.

Bilden är en fri bild från NASA på uppbyggnaden av Enceladus

Nya rön om Titans hav

Saturnus måne Titan är en intressant plats. Här likt på Jorden finns hav. Flytande vatten är det inte i dessa utan flytande kolväten som etan och metan.

Små centimeterstora vågor kan ses här och båtar skulle kunna segla fram på ytan.

Vad som nu upptäckts är att likt på Jorden finns en medelhöjd på havsytorna runt månen likt det finns på Jorden.

Detta visar att det  finns vätska under ytan  likt det finns grundvatten under ytan runt Jorden. Just genom detta uppstår en medelhöjd av havsnivån likartad runt om.

Det visar att det finns mycket vätska under Titans markyta vilket får det att bli en reglering av havsmedelhöjden likt det blir här på Jorden.

Detta till skillnad om vattnet funnits enbart i skilda håligheter med skilda djup på skilda platser runt om på Titan då hade det inte varit en medelhavsnivå utan stora skillnader runt om månen i skilda håligheter eller havsdammar.

Bilden visar en bit av Titans nordpol med några synliga sjöar (hav)

Dvärgplaneten Ceres har haft ett hav. Men rester kan ännu finnas under ytan och kanske liv.

Tecken på att stora mängder vatten en gång flöt på  Ceres är tecken på att ett hav en gång funnits här. Kanske inte så konstigt vi har ju redan nu kunskap om hav på en del månar därute. Ett fruset hav på månen Europa exempelvis.

Inget motsäger heller att det under ytan på Ceres kan finnas större underjordiska vattensamlingar kvar från den tiden.

På Ceres finns även tre kratrar (Occator, Kerwan och Yalode) vilka visar att planeten varit geologiskt aktiv. Här finns även ett berg (Ahuna Mons) men bara ett.

Det vatten som troligen finns under ytan kan innehålla något slag av liv, Ingen vet, likt ingen vet om ex om liv finns under isen på Jupiters måne Europa.

Vatten verkar däremot vara mycket vanligt förekommande på de flesta planeter mm i vårt solsystem i någon form och då kan man fundera över om det är likadant på planeter och månar i andra solsystem.

Bilden är på Ceres där man ser en av de så omtalade lysande fläckarna det funderades över så mycket om för några år sedan. Idag anser NASA att det är is och salter som ger denna högreflektion.

Eridania ett urgammalt hav på planeten Mars

En gång fanns ett stort hav på Mars med en vätskemängd av 210 000 kubikmeter.

Inget säger att detta hav innehöll liv men ut i havet läckte från berggrunden mineral vilka skulle kunnat gett liv.

Det läckte ut från berggrunden ca 3,5 miljarder år tillbaks.

Men vattnet avdunstade och  liv uppstod troligen aldrig till skillnad från på Jorden.

Troligast därför att det på Mars finns för låg tyngdkraft för att flytande vatten skulle kunnat  behållas utan istället avdunstade det upp i rymden snabbare än det kunde bottenfrysas.

Men fynden av händelseförloppet i Mars barndom är indikationer på hur det en gång  troligen även  hänt på Jorden. Skillnaden här blev däremot att vätskan kunde stanna kvar och liv efterhand kunde uppstå och allt därefter utvecklades till vår tid.

Men jag undrar ändå hur vattnet kom till på Mars och här i de stora mängder de en gång enligt beräkningar fanns. Varför avdunstade inte  vattnet omedelbart om nu de mängder uppstod beräkningar visar och hur kunde dessa mängder först finnas? Eridania är inte heller det enda havet som en gång fanns här. Allt är ett stort mysterium.

Bilden är från Eridania-regionen på Mars.

Nu finns det överraskande svaret på varför Jordens första hav var rostgrönt.

Det fanns en tid då Jordens syrehalt i atmosfären var mycket låg. Det var i Jordens barndom.

Det fanns en tid då Jordens järn vilket idag finns inbäddat i malmådror var upplöst i stoff och inte rostade. Det var i Jordens barndom

Det fanns en tid då det första havet bildats. Ett hav där järnhalten var hög och järnet upplöst i mycket små partiklar. 

Ett hav med en rostgrön färg. Ett hav av upplöst järn.

Med tiden sjönk detta till botten och bildade tillsammans på sin väg där nere i avlagringar med andra mineral och sediment. Detta var början till den järnmalm vi idag bryter.

Men då syret i havet och luften var lågt för ca 2,5 miljarder år sedan då detta hände blev den rost som uppkom då av grönt slag. Bottnarna blev gröna av järnutfällningar och sedimentering på den tiden. 

Den röda rost vi ser idag uppkom senare och av syrets påverkan på järn. Det hände när syret ökade i atmosfären. Men det är en annan historia.

Därav ovan rubrik en gång var haven rostgröna. För mer information av ämnet och varifrån denna nya kunskap kommer följ länken här.

Bilden ovan  bör ha likhet med hur havets färg då såg ut.

NASA presskonferens idag 2.00 pm om utforskningen av hav i vårt solsystems himlakroppar. Direktlänk nedan.

Idag ska NASA ge information om hur långt planerna kommit på utforskning av haven på våra himlakroppar i solsystemet. Vi vet ex att det finns hav på exempelvis Jupiters måne Europa och Saturnus måne Titan.

Kan det finnas liv där? Nya rön om forskningen och vart den kan leda ska NASA ge besked på idag.

Länken här går direkt till sändningen live.

Medföljande bild är på månen Europa.

Nasa utvecklar ny teknik i syfte att kunna undersöka djupet på de hav som finns däruppe.

Vi vet idag att flera kanske de flesta månar o planeter i solsystemet innehåller sjöar och hav, ytliga som underjordiska, isbelagda som öppna. Hav vilka kan innehålla liv.

Men för att undersöka djupet på dessa behövs verktyg. Verktyg utformade och testade på Jorden i så verkliga förhållanden som det går.

Exempel på månar med intressanta hav är Jupiters måne Europa och Saturnus månar Ganymedes och Dione. Dvärgplaneterna Pluto och Ceres hav är även de högintressanta.

Ett medel skulle drönare med avancerade kameror mm elektronik vara då av ett slag som kan röra sig fritt men kontrollerat i vätska. Dessa utvecklas just nu.

För mer av detta slag av spännande lösningar se medföljande länk här.