Röda dvärgstjärnors stenplaneters atmosfär högintressant men svårfångad.

När NASA: s James webbteleskop lanseras 2021 kommer en av dess uppdrag vara att bli studiet av exoplaneter.


Bland de mest intressanta undersökningarna blir om en mindre stenig exoplanet som kretsar kring en röd dvärgstjärna kan hålla kvar en atmosfär. I  en serie av fyra uppsatser i Astrophysical journal ger en grupp astronomer idén till en ny metod att använda teleskopet till för detta slag av undersökning. Idén att mäta planetens temperatur då den passerar bakom sin stjärna och sedan temperaturen då den kommer tillbaka framför stjärnan.


Astronomer är särskilt intresserade av exoplaneter som kretsar kring röda dvärgstjärnor. . Dessa stjärnor är mindre och svalare än vår sol och är de vanligaste typerna av stjärnor i vår galax. Dessutom är en röda dvärgstjärnor små och en planet som passerar framför den blockerar en större del av stjärnans ljus än om stjärnan var större som ex vår sol. Detta gör att planeter som kretsar kring en röd dvärg är lättare att upptäcka.


 Röda dvärgar producerar också mycket mindre värme än vår sol så för att ha beboeliga temperaturer måste en planet  behöva omloppsbanan ganska nära en röd dvärgstjärna. I själva verket måste den för att kunna ha flytande vatten befinna sig närmre sin sol än vår Merkurius gör vår sol för att finnas i den  beboeliga zonen av en röd dvärgstjärna.


Detta gör att planeten oftare rundar sin sol och även att alltid samma sida vänds mot denna. De förväntas vara tidsmässigt låsta vilket innebär att de har en permanent dagsida och likaså permanent nattsida. Det gör att vi alltid ser nattsidan förutom när den rundar sim sol då får vi under en stund se dagsidan.


"När det finns en atmosfär kommer det att sänka temperaturen på dagsidan mot om atmosfär saknas på den steniga och klippiga ytan. Genom mätningar kan vi då göra slutledningar av om atmosfär finns eller inte. Vi kan räkna ut vad en klippig yta ska ha för temperatur matematiskt.


Det är bara att hoppas att denna idé för undersökning kan fungera så det inte blir fel slutledningar efter mätningarna (min anm). Det finns alltid osäkerhet med alla slag av forskningsuppgifter något man kanske förbigår ibland.



Bild från vikipedia på Proxima Centauri solsystemets närmaste grannstjärna i rymden (4,2 ljusår bort) är en röd dvärg.

Torra stenplaneters cykloner bildas mystiskt nog vid enbart viss temperatur.

Det är allmänt känd sanning att tropiska cykloner är ett fenomen som kräver fuktighet för att uppkomma. De börjar på jorden som intensiva lågtryck över varma hav främst i oceanernas västra områden och rör sig sedan västerut och bort från ekvatorn på grund av jordens rotation.


Cyklonsäsongen sträcker sig från augusti till november i Atlanten, medan det i Stilla havet kan bildas cykloner året runt. Att cyklondrabbade kuster ligger i tropiska områden beror på att tropiska cykloner uppstår i hav med vattentemperaturer över 27 grader Celsius under denna temperatur uppstår de inte. Detta ska kommas ihåg vid fortsatt läsning nedan.


Nya datorsimuleringar tyder emellertid på att sådan typ av cyklon också kan bildas även i mycket kallt och torrt klimat.


 På jorden behöver stormar (cykloner, tromber, orkaner, mm) vatten för att bildas.

Nu har forskarna undersökt om orkaner behöver vatten likt teorier föreslår. Ja på jorden behövs det men i en mycket annorlunda värld behövs det inte.


Dan Chavas, biträdande professor vid earth, atmospheric and planetary sciences at Purdue University säger följande i en rapport om ämnet, ”Just eftersom det inte finns något vatten förändras fas mellan vätska och ånga men det betyder inte att en orkan inte kan bildas”.
  

Experiment visar att det på stenplaneter utan fukt eller vätska kan bildas stormar ändå under vissa temperaturer.


Vid under -33C på en torr planet kan stormar bildas enligt simulering i datamiljö.  Dessa kalla, torra stormar skulle vara mindre och svagare än orkanerna på jorden men upprepas oftare.


När temperaturen sjunker kan luften innehålla mindre vatten, vilket förklarar varför kalla temperaturer och torra ytor ger liknande resultat i experiment även där vatten finns.


Intressant nog finns det en rad måttliga temperaturer och fuktnivåer där inga cykloner bildas alls. Från -23 C-32C) bildas inga orkaner varken på jorden eller i torra stenplaneters miljö. Varför kan inte förklaras med den kunskap som finns i dag. Men vid -33C till -44C kan de uppkomma igen. Samma undran finns där varför just vid denna temperatur?


Atmosfärers rörelser förstår vi inte helt. Detta förklarar varför vi inte kan vara helt säkra på att en väl genomförd väderobservation kan ge en säker väderprognos.


OBS; Både här på jorden och på torra stenplaneter måste något slag av atmosfär finnas för att stormar ska uppstå eller väder överhuvudtaget. OBS; blanda inte heller ihop ovanstående med gasplaneters stormar som Jupiters eviga storm.


Bilden är en gratisbild  på okänd storm från nätet.

Två stenplaneter finns vid K2-18 i Lejonets stjärnbild.

K2-18 är en vanligt förekommande röd dvärgstjärna. Just denna finns i Lejonets stjärnbild 111 ljusår från Jorden.

Här har upptäckts att två stenplaneter i storlek av ungefär Jordens storlek finns. Den ena av dem upptäcktes redan 2015 0ch namngavs K2-18b men antogs då  under en tid vara en gasplanet. Men idag vet vi att den inte är detta utan en stenplanet vilken ligger i en bana runt sin sol i det som klassas som den beboeliga zonen där liv kan finnas på grund av temperaturförhållanden. Men ingen vet  detta. Men det ska finnas atmosfär och inte fritt fram för strålning från rymden etc. 

Nyligen upptäcktes ytterligare en stenplanet här även denna i storlek som Jorden. Men denna K2-18c ligger i en bana för nära sin sol för att det ska finnas en temperatur på denna som kan hysa liv.

Vad som är intressant i upptäckterna är att det visar hur vanligt det är med planeter i banor runt en stjärna och att storlekar på dessa av Jordens storlek inte är ovanliga. Den storlek där liv som vi känner det skulle kunna leva med det slags tyngdkraft vi har här.

Gasplaneter blev stenplaneter. NU har forskare börjat förstå varför.

Det finns stenplaneter vilka haft en atmosfär en gång men som senare blivit av med denna. Mars är ett exempel men här vet vi inte varför den försvann. Såvida vi inte helt har missuppfattat allt och Mars aldrig haft mer atmosfär än idag.

Men det finns även gasplaneter vilka förlorat all sin atmosfär av anledningar vi nu kan förstå.

De har fått  strålning av den stjärna  de kretsat runt genom att gå för  nära denna och av den anledning efter hand blivit av med sin gas.

Troligen är detta vad som hänt men allt kan vara helt annorlunda. Exempelvis kan frågan uppkomma varför har de en gång haft atmosfär?

Bilden ovan är Uranus en av de gasplaneter vilka ingår i vårt solsystem. Den mindre är Jorden.

Mars har ca en tiondels massa av Jordens. Varför är Mars så liten? Medan Venus är ungefär av samma storlek som Jorden.

Mars ligger utanför Jordens omloppsbana från solen medan Venus ligger innanför omloppsbanan. Båda är närmsta grannar till Jorden om man undantar månen.

Men varför blev inte Mars av samma storlek som Jorden eller större? Utanför Mars bana finns gasjättarna och asteroidbältet o dvärgplaneter. Innanför Jordens bana finns Venus och än närmre solen stenplaneten Merkurius.

Kan det vara så att gasplaneter alltid hamnar utanför stenplaneter när ett solsystem bildas? Utanför de stora gasplaneterna finns dvärgplaneten Pluto och ytterligare ett asteroidbälte Keplerbältet. Runt merparten av planeterna finns månar.

Tron att planeter bildas genom sammanslagning av sten och damm så länge detta fanns i närområdet är anledningen till planeterna av sten. Gasplaneterna har en egen historia.

Detta tros även ha skett men nu anser en del att denna process inte var lika stor överallt.

Jag för min del misstänker att det utanför Jodens bana fanns mindre sten och damm och att det därför inte kunde bildas en lika stor planet som Jorden när Mars bildades. Säkert har det betydelse även att utanför Mars finns asteroidbältet där stenen istället samlades utan att ha kunna bilda fler planeter och att ett samband med detta finns med att de utanför dessa finns gasjättarna Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Kanske än viktigare att den största av dem Jupiter finns utanför asteroidbältet vilket finns mellan Mars och Jupiter.

Däremot bildades ett stort antal månar runt gasjättarna vilket säkert har sin förklaring utifrån resonemanget. Lägg även märke till att Venus ingen måne har ej heller Merkurius. Jorden har en. Mars två medan Jupiter har minst 63 stycken.

Det finns mer att fundera över då det gäller storleksförhållandena och sammansättningen och var de finns planeter i vårt solsystem  för att förstå hur det bildades  och ser ut som det gör.