Forntida koldioxid och kolmonoxidis upptäckt på transneptunska objekt

 

Ett transneptunskt objekt (TNO) är en himlakropp  som kretsar kring solen på ett större medelavstånd från solen än planeten Neptunus. Vi talar då om Kuiperbältet där det finns ca 70000 tramsneptuniska objekt (dvärgplaneter, asteroider och kometer).

Att bekräfta förekomsten av koldioxid och kolmonoxid på TNO:er öppnar många möjligheter att ytterligare studera och kvantifiera hur eller varför det förekommer där, beskriver Pinilla-Alonso som är medförfattare till studien och leder DiSCo-TNOs-programmet vari forskningen bedrevs.

– Upptäckten av  koldioxid på transneptunska objekt var spännande men än mer fascinerande var dess egenskaper, beskriver hon. – Det spektrala avtrycket av koldioxid avslöjade två distinkta ytsammansättningar i vårt prov. I vissa TNO:er blandas koldioxid med andra material som metanol, vattenis och silikater. Men i en annan grupp – där koldioxid och kolmonoxid är viktiga ytkomponenter – var den spektrala signaturen påfallande unik. Detta skarpa koldioxidavtryck liknar inget som observerats på andra himlakroppar i solsystemet eller replikerats i laboratoriemiljöer.

Det verkar nu klart att  koldioxid finns i överflöd och verkar isolerat från andra material, men förklarar inte bandformen, beskriver Pinilla-Alonso. Att förstå dessa koldioxidband är sannolikt knutet till deras unika optiska egenskaper och hur de reflekterar eller absorberar specifika färger av ljus beskriver hon.

Det är en vanlig teori att koldioxid kanske finns i TNO:er eftersom koldioxid finns i gasform i kometer, som är jämförbara i sammansättning, beskriver Pinilla-Alonso.

– I kometer observerar vi koldioxid som en gas som frigörs från sublimering av is på eller strax under ytan,(då dessa närmar sig solen på sin bana) beskriver hon. – Men eftersom koldioxid aldrig hade observerats på ytan av TNO:er var den allmänna uppfattningen att den var fångad under ytan. Våra senaste rön vänder upp och ner på denna uppfattning. Vi vet nu att koldioxid inte bara finns på ytan av TNO:er utan också är vanligare där än vattenis som vi tidigare trodde var vanligare. Detta avslöjande förändrar dramatiskt vår förståelse av sammansättningen av TNO:er och tyder på att de processer som påverkar ytorna är mer komplexa än vi insett.

De Prá började på UCF FSI 2022 som biträdande forskare. Han har tidigare tillbringat nästan fyra år som framstående postdoktor vid FSI. De Prá doktorerade i astronomi 2017 vid Observatório Nacional do Rio de Janeiro, Brasilien. Han arbetar med observationell planetvetenskap och använder flera mark- och rymdbaserade teleskop för att studera sambandet mellan olika små objektpopulationer.

De ansvariga i studien var. Pinilla-Alonso är professor vid FSI som varit medlem där sedan 2015. Hon doktorerade i astrofysik och planetvetenskap vid Universidad de La Laguna i Spanien. Pinilla-Alonso har också en delad utnämning som professor vid UCF:s institution för fysik och har lett många internationella observationskampanjer till stöd för NASA-uppdrag som New Horizons, OSIRIS-REx och Lucy.

Bild vikipedia. En illustratörs version av Kuiperbältet och Oorts kometmoln.

Positiv upptäckt. Det verkar finnas fast koldioxid på månen.

 

Koldioxid är vid rumstemperatur en färglös gas som fyller viktiga biologiska funktioner och även har en central roll för jordens växtlighet. Det är även en växthusgas men används även i många industriella sammanhang.

Nu har forskare efter lång tid (årtionden) bekräftat förekomsten av koldioxidkylfällor på månen. Platser där det potentiellt kan finnas fast koldioxid (koldioxid fruset till fast form). Upptäckten kommer sannolikt att ha ett stort inflytande vid utformningen av framtida månuppdrag för att bekräfta eller icke bekräfta om detta är riktigt vilket påverkar möjligheten av en hållbar robot- eller mänsklig  närvaro på månen  under längre etapper. Det är  i de permanent skuggade regionerna av månens poler som temperaturen sjunker till nivåer som möjliggör koldioxidkylda gömmor. I dessa kalla gömmor kan koldioxidmolekyler frysa till is och förbli i fast form även under månens sommar.

Framtida mänskliga eller robotar kan använda den fasta koldioxiden i dessa gömmor för att producera bränsle eller material för längre månvistelser. Koldioxiden och andra potentiella flyktiga organiska ämnen kan också hjälpa forskare att bättre förstå ursprunget till vatten och andra element på månen.

Även om kalla fällor har förutspåtts av forskare under flera år är denna nya studie den första som fast etablerar och kartlägger var förekomsten av koldioxidkylfällor  finns. För att hitta de kallaste fläckarna på månens yta analyserade forskare 11 års temperaturdata från Diviner Lunar Radiometer Experiment, ett instrument som finns ombord på NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter.  Den nya forskningen är publicerad i AGU-tidskriften Geophysical Research Letters.

Den totala ytan där dessa koldioxidfällor kan finnas uppgår till 204 kvadratkilometer det intressantaste  området  är Amundsen Crater där den fasta gasen kan finnas dold i ett område av  82 kvadratkilometer. Här förblir temperaturen ständigt under -200 C.

Förekomsten av möjliga koldioxidkylfgömmor garanterar inte förekomsten av att fast koldioxid finns på månen. Men denna verifiering gör det mycket troligt att det finns. Om det verkligen finns  kan den potentiellt användas på olika sätt. Framtida rymdutforskare skulle kunna använda resursen som energi vid produktion av stål samt som raketbränsle och biomaterial vilket  skulle vara avgörande för en hållbar robot- och mänsklig närvaro på månen. Denna möjlighet har redan väckt intresse från regeringar och privata företag.

Jag anser att längre vistelse är svår på månen likt på ISS (min anm.). Detta då viktlöshet ger fysiska problem. Längre vistelser på månen eller bosättning kan säkert inte ske ofarligt för människans fysik förrän vi kan konstruera bosättningar med konstgjord gravitation så vi får en likhet med jordens tyngdkraft på den mänskligt konstruerade kroppen. Något jag helt säkert tror kan bli möjligt i framtiden.

Bild pixabay.com