Asteroiden Ceres var en gång en havsvärld som blev en isvärld

 

Bild wikipedia. Bild av Ceres tagen av Dawn, 2015.

Rymdsonden Dawn gick in i omloppsbana runt Ceres den 6 mars 2015 och tog då mer högupplösta bilder än vad som tidigare varit möjligt av Ceres. En ljuspunkt som setts på tidigare Hubble-bilder på asteroiden framträdde nu på fotona den 19 februari som två distinkta fläckar med hög reflektionsförmåga i en krater. Bedömare vid NASA beskriver att observationen är förenlig med högreflekterande material som innehåller is eller salter.

Forskare vid Purdue University och NASA:s Jet Propulsion Lab (JPL) anser nu att Ceres är ett mycket isigt objekt som en gång varit en lerig havsvärld. Upptäckten att Ceres har en smutsig isskorpa leddes av Ian Pamerleau, doktorand, och Mike Sori, biträdande professor vid Purdues  Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences.

"Vi tror att det finns mycket av is av vatten nära Ceres yta och att Ceres gradvis blir mindre isig djupare ner i dess yta", beskriver Sori. "Folk brukade tro att Ceres var mycket isig men då skulle kratrarna deformerats  med tiden likt glaciärer på jorden. Vi har visat genom våra simuleringar att is kan vara mycket starkare under förhållanden som på Ceres än vad man tidigare förutspått om man bara blandar in lite fast berg.

Forskarlagets upptäckt står i motsättning till den tidigare uppfattningen att Ceres var relativt torr miljö. Det vanliga antagandet var att Ceres bestod av mindre än 30 procent is men Sois team tror nu att ytan snarare består av 90 procent is.

"Vår tolkning är  att Ceres en gång var en 'havsvärld' likt Europa (en av Jupiters månar), med ett smutsigt, lerigt hav", beskriver Sori. "När det leriga havet med tiden frös skapades en isig skorpa med något innehåll av stenigt material som fastnade i isen."

Pamerleau beskriver att de använde datorsimuleringar i arbetet.

"Även fasta ämnen kommer att flöda över långa tidsskalor i is. Kratrarna är skålformade vilket ger hög spänning i stenen som sedan slappnas av till ett lägre spänningstillstånd, vilket resulterar i en grund skål med fast tillstånd, beskriver han.

"Så slutsatsen efter NASA:s Dawn-uppdrag blev att på grund av bristen på, grunda kratrar kan ytan inte vara så isig. Våra datorsimuleringar tar hänsyn till ett nytt sätt som is kan flöda med bara lite av föroreningar i isen vilket  gör det möjligt för en mycket isrik skorpa som knappt rör sig under miljarder år. Vi testade olika strukturer i jordskorpan i dessa simuleringar och fann att en graderad skorpa med hög ishalt nära ytan som som minskar ju längre ner i ytan man kommer är det bästa sättet att begränsa avstannande av isförflyttning i Ceres kratrar.

Sori är en planetforskare vars fokus är planetarisk geofysik. Hans team tar upp frågor om planeternas inre, sambanden mellan planeternas inre och ytor och hur dessa frågor kan lösas med rymdfarkosters utforskande. Hans arbete spänner över många fasta kroppar i solsystemet, från månen och Mars till isiga objekt i det yttre solsystemet.

Ceres är det största objektet i asteroidbältet och en dvärgplanet.

Forskarna har publicerat sina resultat i Nature Astronomy. Duon tillsammans med Jennifer Scully, forskare vid JPL. 

Gåtan med Ceres ljuspunkter fascinerade en hel värld och många förklaringar på dessa gavs under 2015. Ex utomjordiska rymdstationer under ytan där energi från el lyste upp. I dag vet vi att det inte var utomjordingar som hade en station där. 

Exoplanet LHS 1140 b verkar vara en isvärld där liv kan existera.

 

LHS 1140b är en superjord en exoplanet som kretsar runt en röd dvärgstjärna, 40 ljusår från jorden i stjärnbilden Valfisken.

LHS 1140 b är en av de exoplaneter som ligger närmast vårt solsystem och som finns inom sin sols livsmöjligas zon. Exoplaneter som hittats i denna "Guldlockszon" har temperaturer som kan vara  möjliga för vatten att existera i flytande form. Flytande vatten är ett avgörande element för liv som vi känner det från jorden.

En av de kritiska frågorna om LHS 1140 b var om det är en mini-Neptunus-exoplanet (en liten gasjätte med en kraftig väterik atmosfär) eller en superjord (en stenplanet men större än jorden). Det senare scenariot inkluderade möjligheten att det var en så kallad "Hycean-värld" en planet med ett globalt flytande hav omgivet av en väterik atmosfär som skulle uppvisa en distinkt atmosfärisk signal som kunde observeras med hjälp av det kraftfulla Webb-teleskopet.

  Analyser av data från Webbteleskopet uteslöt starkt mini-Neptunus-scenariot och tyder på att exoplaneten LHS 1140 b är en superjord som till kan ha en kväverik atmosfär. Om detta resultat bekräftas skulle LHS 1140 b vara den första tempererade planeten som visar tecken på en sekundär atmosfär, bildad efter planetens ursprungliga bildning.

Uppskattningar baserade på insamlad data visar att LHS 1140 b är mindre tät än förväntat för en stenplanet med en jordliknande sammansättning vilket tyder på att 10 till 20 % av dess massa kan bestå av vatten. Upptäckten pekar på att LHS 1140 b kan vara en intressant vattenvärld som troligen liknar en snöbolls- eller isplanet med ett potentiellt flytande hav vid den substellära punkten (det område på planetens yta som alltid är vänt mot solsystemets sol i detta fall en sval röd dvärgstjärna) på grund av planetens förväntade synkrona rotation (ungefär som jordens måne är).

"Av alla för närvarande kända tempererade exoplaneter kan LHS 1140 b mycket väl vara vår bästa chans att en dag indirekt bekräfta flytande vatten på ytan på en främmande värld bortom vårt solsystem", beskriver Charles Cadieux, huvudförfattare till artikeln (se nedan). Detta skulle vara en viktig milstolpe i sökandet efter potentiellt beboeliga exoplaneter, beskriver han.

  För att bekräfta närvaron och sammansättningen av LHS 1140 b:s atmosfär och för att kunna skilja mellan scenarierna med snöbollsplanet och havsplanet mitt i prick krävs ytterligare observationer. Forskargruppen har betonat behovet av ytterligare mätningar av passage och förmörkelse med Webb-teleskopet med fokus på en specifik signal som skulle kunna avslöja förekomsten av koldioxid. Denna egenskap är avgörande för att förstå atmosfärens sammansättning och upptäcka potentiella växthusgaser som kan indikera beboeliga förhållanden på denna exoplanet.

Studien har publicerats som artikeln "Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Exoplanet LHS 1140 b with JWST/NIRISS" den 10 juli 2024 i Astrophysical Journal Letters. Huvudförfattare är Charles Cadieux, doktorand vid Trottier Institute for Research on Exoplanets vid Université de Montréal. Andra iREx-forskare som bidragit till denna artikel är René Doyon (UdeM), Étienne Artigau (UdeM), Olivia Lim (UdeM), Michael Radica (UdeM), Salma Salhi (UdeM), Lisa Dang (UdeM), Loïc Albert (UdeM), Louis-Philippe Coulombe (UdeM), Nicolas Cowan (McGill), David Lafrenière (UdeM), Alexandrine L'Heureux (UdeM), Caroline Piaulet-Ghorayeb (UdeM), Björn Benneke (UdeM), Neil Cook (UdeM) och Marylou Fournier-Tondreau (UdeM och University of Oxford). Ytterligare bidragsgivare är baserade vid University of Michigan, Centre national de recherche scientifique (Frankrike), NASA Goddard Space Flight Center, American University, McGill University, McMaster University och University of Toronto. C. Cadieux och UdeM-teamet bekräftar ekonomiskt stöd från den kanadensiska rymdorganisationen för denna studie.

Bild vikipedia. Illustration av LHS 1140b.

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/

Den mystiska Ceres enda småplaneten utanför Kuiperbältet vari Pluto ingår. Mycket mystik och få lösta.

Ceres den mystiska småplaneten och den enda som inte finns utanför Neptunus bana och klassificerats som en av de småplaneter som ingår i Kuiperbältet.

Istället ligger denna småplanet i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Det var inte länge sedan vi upptäckte dennas hemlighet med starkt och mystiskt lysande ljuspunkter på ytan.  Ännu är dessas mystiska ljus inte lösta. Teorierna flödar men många tror på is av något slag.

Jag gör dock inte det vilket jag många gånger skrivit om här.

Nu ser jag ytterligare ett skäl för att inte tro på issken.  Ceres är i viss mån en isvärld. Men det finns två till i en inte närhet men i vårt solsystem där inte isen ger sken av samma slag men likheterna med Ceres likväl är mycket stora.

Isplaneterna  eller månarna utanför Saturnus är Dione och Thetys båda av ungefär samma storlek som Ceres och även dessa isvärldar.

Men mellan Ceres och  Saturnus månar finns planeten av jätteformat Jupiter. Dennes yta är två och halv gånger större än alla andra planeters tillsammans i vårt solsystem.

Även Jupiter har månar men inga som kan ses som likställda med ovan eller Ceres.

Varför Ceres ligger i asteroidbältet mellan Jupiter och Mars är en gåta. Kan Ceres vara en tidigare måne runt Saturnus som slitit sig eller slitit sig från Jupiter. Kanske. Men troligast är att övriga månar runt Jupiter och Saturnus fångats upp av dessa planeter från asteroidbältet för länge sedan under solsystemets uppkomst men att då Ceres kommit undan av någon anledning och hamnat kvar bland asteroiderna eller asteroidbältet.

Att spekulera kostar inget men nog är det troligt.  Kanske alla månar från början kretsat runt i det som nu är asteroidbältet förutom de som nu kallas småplaneter och finns längre ut i Kuiperbältet där Pluto ingår som småplanet. Två bälten med småplaneter fanns troligen en gång där det innersta bältet nu kallat asteroidbältets småplaneterna här,  alla utom Ceres fångades in av större planeters gravitation.