James Webbteleskopet har upptäckt is med lägsta temperatur som någonsin upptäckts i is.

 

James Webb Space Telescope är det kraftfullaste rymdteleskopet hittills som har kikat djupt in i ett tätt molekylärt moln. Teleskopet fann där en rik variation av orörd interstellär is och molekyler som är avgörande för att skapa liv. Upptäckten visade att här fanns ispartiklar med en så låg temperatur som -263C. Det är den kallaste is som någonsin konstaterats.

"Denna is kunde ej ha upptäckts utan Webb, säger Klaus Pontoppidan, astronom vid Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland och författare till den  studie som beskriver arbetet.

Det var då Webb observerade södra konstellationen av gasmolnet Kameleont I som finns cirka 500 ljusår från jorden och är en de närmaste stjärnbildande regionerna då upptäckten gjordes. Regionen tillhör en grupp av vad astronomer länge såg som ett mörkt hål på himlen bestående av mörka molekylära moln så täta av gas och stoft att synligt ljus från bakgrundsstjärnor inte kunde tränga igenom molnen och därmed bli synliga för oss.

I  moln som Kameleont I bildas många stjärnor och troligen även planetsystem. I den kemiska sammansättningen av dessa system byggstenar för liv i  isen i molekylmolnet.

Webbs kraftfulla instrument, inklusive dess djupt penetrerande med dess infraröda kamera (NIRCam) undersökte Kameleont I: s dammiga miljö och upptäckte då isar i tidiga utvecklingsstadier – Isar som existerade strax innan molnets kärna kollapsade för att bilda protostjärnor.

Teamet använde i arbetet ljus från två bakgrundsstjärnor, NIR38 och J110621, för att lysa upp Kameleont I - i infraröda våglängder. Molnets molekyler är låsta i is och absorberar stjärnljus i olika infraröda våglängder. Astronomer studerade de kemiska fingeravtryck som visade sig i form av dippar i spektraldata. Data som sedan hjälpte teamet att identifiera hur mycket och vilka molekyler som finns i Kameleont I. Teamet upptäckte ett förväntat sortiment av livsviktiga föreningar: vatten, koldioxid, kolmonoxid, metan och ammoniak och tecken på karbonylsulfidis vilket möjliggjorde mätning av hur mycket svavel (ett element som krävs i jordens livsformer) som finns i molekylmolnet. Forskarna upptäckte även den enklaste komplexa organiska molekylen, metanol som antas vara en entydig indikator på komplexa, tidiga kemiska processer som sker i de tidiga stadierna vid stjärn- och planetbildning.

"Det här är första gången forskare kunnat studera sammansättningen av så kallad tidig is i centrala delen av ett molekylärt moln", säger Melissa McClure, astronom vid Leiden Observatory i Nederländerna som var huvudförfattaren till studien i ett uttalande. Det faktum att teamet upptäckte metanol tyder på att stjärnorna och planeterna som så småningom skulle bildas i detta moln innehåller molekyler i ett ganska avancerat kemiskt tillstånd", säger Will Rocha, astronom vid Leidenobservatoriet, i ett uttalande.

Under de kommande månaderna planerar teamet att använda Webbs data för att beräkna storleken på dammkornen och isens former i molnet.

"Dessa observationer öppnar ett nytt fönster på bildningsvägarna för de enkla och komplexa molekyler som behövs för att tillverka livets byggstenar", sa McClure.

Forskningen beskrivs i en artikel i space.com. Studien publicerades måndag (23 januari) i tidskriften Nature Astronomy. Inlägget ovan baseras på artikeln i space.com där Sharmila Kuthunur en vetenskapsjournalist från Seattle beskriver studien.

Bild vikimedia ibland tycker jag att man ska tänka över ramarna därför denna bild. Bilden har inget med inlägget att göra. Men är väl tänkvärd. Här är en karakterisering av en metafor "Den som kom undan". Det är en svårfångad, nostalgisk person som ibland dyker upp i ens minnen. Det är någon som har en speciell, högt rankad plats i raden av dina tidigare nära och kära. Denna någon existerar i undermedvetandet i ditt sinne och flyter ibland upp till medvetandet av dina tankar, den du kanske fortfarande undrar vad som kunde ha hänt med - i ett parallellt universum.

Överraskande temperaturförändringar under Neptunus sommar.

 

Neptunus är den åttonde planeten räknat från solen. Den är en så kallad gasjätte.

Ett internationellt forskarlag har under en längre tid använt markbaserade teleskop bland annat Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) med syftet att kolla temperaturen under en17-årsperiod i Neptunus atmosfär. Forskarna fann en oväntad minskning av Neptunus globala temperatur följt av en dramatisk uppvärmning av dess sydpol.

En oväntad förändring säger Michael Roman, forskarassistent vid University of Leicester, Storbritannien, och huvudförfattare till den artikel som publicerats nyligen om upptäckten i The Planetary Science Journal. Observationen gjordes under den tidiga sommaren på Neptunus södra halvklot förväntat var att temperaturen långsamt skulle stiga snarare än att som det visade sig sjunka då det var sommar.

Likt jorden har Neptunus årstider under sitt omlopp kring solen. Men Neptunus omloppstid kring solen är 165 jordår och en årstid på Neptunus är cirka 40 jordår. Sedan 2005 har det varit sommar på Neptunus södra halvklot och astronomerna var nyfikna på hur temperaturen i atmosfären skulle förändras efter vårdagjämningen.

Undersökningen bestod av studerade av över 100 bilder av planeten tagna i termiskt infrarött ljus under 17 års tid  med  syftet att få en bättre förståelse av temperaturutvecklingen under tiden. Observationerna visade att huvuddelen av molntäcket kyldes ner under perioden trots att den sydliga sommaren hade börjat. Den globala medeltemperaturen på Neptunus sjönk 8 grader mellan 2003 och 2018.

Överraskande skedde därefter en dramatisk uppvärmning vid sydpolen med en temperaturökning av 11 grader mellan 2018 och 2020. Även om Neptunus varmare polvirvelvind varit känd under många år är så stor uppvärmning av polarområdet inte kända sedan tidigare. 

Kanske variationer finns under skilda år på Neptunus likt vi har det på jorden. Något jag inte vet om forskarna tänkt på men som kan utrönas om man fortsätter se  på temperaturen några Neptunusår framåt (min anm.). Det kan även vara så att det behöver gå en lång tid av sommar innan temperaturen stiger att den sjunker först kan ha med termik process vi inte förstår. Neptunus är mycket olik jorden och dess atmosfärs termik.

“Våra data sträcker sig över enbart en halv Neptunusårstid (sommaren)  därför var det ingen som förväntade sig så snabba och drastiska förändringar” säger Glenn Orton, medförfattare till artikeln och seniorforskare vid Caltechs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i USA.

Studierna av Neptunus temperatur skedde med värmekameror som mäter den infraröda strålningen som sänds ut av astronomiska objekt. Den observerade värmestrålningen kommer från en nivå i atmosfären som kallad stratosfären. I analysen sammanställdes alla bilder av planeten som tagits med bilder från jordbaserade teleskop.

Då Neptunus finns 4,5 miljarder kilometer bort från solen är den mycket kall. “Studier av detta slag är bara möjliga med känsliga infraröda kameror på stora teleskop som VLT och sådana teleskop har funnits i ca 20 års tid” säger Leigh Fletcher, professor vid University of Leicester.

Omkring en tredjedel av bilderna är tagna med VISIR-instrumentet (VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed) på ESO:s VLT från den chilenska Atacamaöknen. Teleskopet tar mycket detaljerade bilder av hög kvalitet tack vare dess stora spegel. Forskarna använde även data från NASA:s Spitzer Space Telescope och bilder från Gemini South-teleskopet i Chile. Utöver det Subaru-. Keck- och Gemini North-teleskopen samtliga befinnande sig på på Hawaii.

Bild vikipedia på Neptunus sedd från Voyager 2 vid dess färd över planeten 27 augusti 1989.

Bild från Mars som visar temperaturskillnad vid nordpolen

 

Med hjälp av en speciell infrarödkamera ombord på Mars Odyssey orbiter

  (följ gärna ovan länk här finns  mycket info av Perseverance rover min anm.) vilken har svävat över Mars sedan 2001 gjordes en termisk bild över Mars nordpol digitalt färgad för att markera temperaturskillnaderna där. Områden tonade i blått representerar kallare regioner medan varmare områden tonas i gult och orange enligt ett uttalande från NASA.

 På bilden ovan som täcker ett område av cirka 30 kilometers bredd ses stora sanddyner i gyllene drivor vilka värms av solen på ena sidan och kyls i mörkret på den andra. Denna bild innefattar bara en liten del av den marsianska nordpolen. Den täcker  en del av nordpolen så stort som Texas, säger forskarna bakom bilden. Likt på jorden är marspolerna de kallaste platserna. Här på Mars med temperaturer som sjunker till -140 grader Celsius.

Bilden ovan är en komponerad av flera bilder som togs av Odyssey orbiter mellan december 2002 och november 2004. Förutom att avslöja troliga platser för vattenis har Odysseys också varit till stor användning för sina robotbröder nedanför då data från Odyssey hjälpt NASA-forskare att välja den bästa platsen för att distribuera Perseverance rover (följ gärna denna länk det ger mycket info av Perseverance rover min anm.) i februari 2012. 

Bild från https://www.livescience.com/mars-north-pole-blue-image.html på Mars som visar värmekameras färgtoning av kallt (blått vatten) och varmt på Mars nordpol.

Jättestjärnors temperaturförändringar under korta cyklers betydelse för liv

Ett internationellt team av professionella och amatörastronomer som inkluderar bland annat Alex Lobel, astronom vid Royal Observatory i Belgien, har fastställt i detalj hur temperaturen hos fyra gula jättestjärnor (de kallas gula hyperjättar)  ökar från 4 000 grader till 8 000 grader och tillbaka igen inom några decennier. De har publicerat sina fynd i den professionella tidskriften journal Astronomy and Astrophysics.


Forskarna analyserade ljuset från fyra gula hyperjättar som har observerats under de senaste 100 åren. En gul jätte är en stjärna av spektraltyp A-K. Gula jättar är sällsynta stjärnor flertalet är blå. Gula jättar har många gånger större massa än solen, ofta 20 - 60 solmassor och är 500000 gånger ljusare.


Atmosfären på solen på dessa stjärnor kan vara så stor att om de ersatte vår sol skulle de sträcka bortom omloppsbanan för Jupiter.


Vid ett visst ögonblick sker rörelser i hela atmosfären på dessa solar. Det resulterar i snabb nedkylning en självaccelererande process uppstår då där elektroner fäster sig vidvätejoner och  joniseringsenergi frigörs. Detta kyler då atmosfären ännu mer. Resultatet blir kylning från 8 000C grader till 4 000C  grader och tar två år.


Sedan börjar cykeln igen (temperaturen stiger) från början och resultatet har blivit en något mindre massiv jättestjärna då solmassa försvunnit ut. Stjärnor av detta ovanliga slag slutar som supernovor anser många forskare i dag.


Under forskningen upptäckte astronomer också att en av de fyra studerade jättarna inte var lika stor som man tidigare mätt. Denna finns i HR 5171-systemet som består av tre stjärnor och har beteckningen HR 5171A. Denna är enligt ny mätning närmre oss än de två andra i detta system. HR 5171-systemet finns i riktning mot stjärnbilden Kentauren.


Kanske de här regelbundna temperaturskillnaderna (min anm.) även kan ha betydelse för om planeter här kan hysa liv? Kanske, vi ska låta bli att koncentrera oss på sökning av exoplaneter med liv i (i första hand) vid dessa solar likt vi bör göra med de röda stjärnsystem vi beskrev i går.



Bild; Vinkeldiametern på HR 5171A har publicerats tre gånger med mätningar från mycket stora teleskop Konstnärens intryck av HR 5171 och dess följeslagare stjärna visas på bilden.

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.