En ny studie stöder existensen av Planet Nine

 

Bild wikipedia. Konstnärs föreställning av planet nio.

I de kalla, mörka utkanterna av solsystem långt utom räckhåll för de kända planeterna kan det finnas mystiska gasjättar och planetmassor tyst runt sina stjärnor  ibland tusentals astronomiska enheter (AU) bort från sin sol. I åratal har forskare förbryllats över hur dessa planeter med "vida omloppsbanor", inklusive den svårfångade Planet Nine som söks i vårt solsystem kan ha bildats. Nu kan ett team av astronomer ha funnit svaret.

I en ny studie publicerad i Nature Astronomy har forskare från Rice University och Planetary Science Institute använt komplexa datorsimuleringar för att visa att planeter i långa omloppsbanor inte är anomalier utan snarare naturliga biprodukter av en kaotisk tidig fas i solsystems utveckling. Denna fas inträffar medan stjärnorna fortfarande är tätt packade i sina stjärnhopar där de kommer till och planeter trängs om utrymmet i turbulenta, trånga system runt stjärnorna. "I grund och botten tittar vi på flipperspel i en kosmisk arkad", beskriver André Izidoro, assistant professor of Earth, environmental and planetary sciences vid Rice och studiens huvudförfattare.

 – När jätteplaneter sprids genom gravitationers växelverkan slungas en del av dem långt bort från sin sol. Om tidpunkten och den omgivande miljön är precis rätt, kastas inte dessa planeter ut ur solsystem utan blir snarare infångade i extremt vida omloppsbanor runt sin sol.

Studien kan hjälpa till att förklara det långvariga mysteriet med Planet Nine, en hypotetisk planet som tros kretsa runt vår sol på ett avstånd av 250 till 1 000 AE. Även om den aldrig har observerats (hittats) tyder vida  omloppsbanor hos flera transneptunska objekt på dess möjliga men svårfångade närvaro.

"Våra datorsimuleringar visar att om det tidiga solsystemet genomgick två specifika instabilitetsfaser,  tillväxten av Uranus och Neptunus och den senare spridningen av gasjättar finns det upp till 40 procents chans att ett Planet Nine-liknande objekt kan ha fångats in under den tiden", beskriver Izidoro.

Ingen vet om det stämmer i vårt solsystem och om planet nio finns därute och väntar på att upptäckas. Men ännu söks det bevis på om den finns eller inte.

Jätteknölkallans (Likblommans) hemlighet avslöjad

 

Bild flickr.com. Titan Arum (Jätteknölkalla el Likblomma).

Lukten av jätteknölkallans doft påminner om ruttnande kött vilket lockar massor av nyfikna besökare till växthus runt om i världen under dess sällsynta blomning. Vad som fascinerar forskare är likblommans möjlighet att värma upp sig själv med ca 6 grader Celsius precis innan den blommar genom en process som kallas termogenes, en ovanlig egenskap hos växter som inte är helt förstådd.

Nu visar en studie från Dartmouth college att jätteknölkallan att det är genetik och biologiska mekanismer som driver fram värme och luktande kemikalier då växten blommar. I collegets tidning i PNAS Nexus den 4 november har ett team av forskare under ledning av G. Eric Schaller, professor i molekylärbiologi beskrivet hur de identifierat en ny komponent i jätteknölkallans lukt som en form av en organisk kemikalie som kallas putrescin.

Schaller studerar hur växthormoner reglerar sin förmåga att växa och reagera på förändringar i sin miljö (och  extraknäcker även som författare av noveller och skräckromaner) har visat att jätteknölkallan inte är en enda blomma, utan ett kluster av små blommor gömda i en gigantisk central stjälk som kallas spadix och som kan bli upp till 3,5 meter hög vilket är växtens mest slående visuella inslag.

Det kan gå flera år utan att växten blommar, intervall på 5 till 7 år är vanligt. När den blommar är det över en natt. – Blomningarna är sällsynta och dessutom kortvariga så vi får bara en kort stund att studera de här fenomenet, beskriver Schaller.

Vid blomningen kommer ett krusidullaktigt kronbladsliknande lager vid basen av spadixen kallat spathe att vecklas ut för att skapa en kopp runt den centrala stjälken som är djupröd eller rödbrun på insidan. Spadixen börjar då värmas upp och dess temperatur stiger med ca 6 grader Celcius över omgivningstemperaturen följt strax efter av frisättningen av växtens signaturdoft som härrör från en cocktail av stinkande svavelbaserade föreningar som lockar till sig flugor och asbaggar som  pollinerar växten.

Vid blomningen 2016 samlade forskarna in nio vävnadsprover under tre nätter med början när spadixtemperaturen nådde sin topp – från läppen och basen av spaten och den höga spiken i spadixen som kallas blindtarmen. Senare lade de till ytterligare två bladprover till sin samling.

Alveena Zulfiqar, en utbytesforskare som arbetade i Schaller-labbet vid den tiden, kom på hur man skulle extrahera RNA av hög kvalitet från vävnaden vilket gjorde det möjligt för teamet att utföra RNA-sekvensanalyser och bestämma vilken roll gener spelar för att värma upp växten och orsaka lukten. RNA-analysen avslöjade att de gener som är associerade med växternas motsvarigheter till dessa proteiner, så kallade alternativ oxidas visade högre uttryck i vävnader som extraherades när blomningen började, särskilt i den så kallade blindtarmen. Vid blomningen var också gener involverade i svaveltransport och metabolism aktivt.

För att spåra de mekanismer som dessa gener sätter i funktion isolerade teamet vävnader från växten under en efterföljande blomning och i samarbete med medarbetare vid University of Missouri använde de en teknik som kallas masspektrometri för att identifiera och mäta nivåerna av olika aminosyror och molekyler som bygger upp proteiner i vävnaderna.

Som förutspåtts från  RNA-analysen upptäcktes  höga nivåer av en svavelhaltig aminosyra som kallas metionin, en föregångare till svavelbaserade föreningar kända för att lätt förångas vid upphettning vilket ger skarpa lukter. Nivåerna av metionin sjönk snabbt i vävnader som extraherades några timmar senare.

Det som kom som en överraskning, beskriver Schaller, var upptäckten av förhöjda nivåer av en annan aminosyra i vävnader som tagits från spaten fungerar som en föregångare för produktion av föreningen putrescin, ett luktämne som finns i döda djur när de börjar ruttna.

Studien är den första som avslöjar hemligheterna bakom jätteknölkallans stank på molekylär nivå och som visar de processer genom vilka jätteknölkallan reglerar temperaturen och identitet av de roller som olika delar av det blommande klustret spelar för att skapa den kadavercologne som drar till sig pollinerarna.

Jätteknölkallan innehåller fler mysterier, beskriver Schaller, som nu fokuserar på att förstå de utlösande faktorer som förutsäger när blomning ska ske och om exemplar som hålls tillsammans kan synkronisera sin blomning för att kollektivt höja luktnivån för att locka till sig ännu fler pollinerare.