Två exoplaneter i samma bana

 

För två årtionden sedan kunde man teoretiskt visa att planeter med liknande massor skulle kunna dela på samma omloppsbana kring sin sol. Något som kallas att de var trojanplaneter. Jorden har asteroider som följer Jordens bana de kallas kort och gott trojaner (men är små asteroider inte planeter).  Nu har för första gången hittats indicier på  att två planeter följer samma bana därute i Vintergatan enligt analys av Olga Balsalobre-Ruza, studerande vid Astrobiologicentret i Madrid som är huvudförfattare till en artikel som publicerades nyligen i Astronomy & Astrophysics.

Trojaner, det vill säga steniga småobjekt som delar samma bana som en planet är vanliga i solsystemet. Det mest kända exemplet är de Trojanska asteroiderna i Jupiters bana i ett antal av mer än 12000 till antalet. Astronomer har också beräknat att trojaner i form av trojanplaneter kan finnas i andra solsystem men det finns ännu inga konkreta bevis. I vårt solsystem finns inga.

Nu har däremot ett internationellt forskarlag med hjälp av ALMA-teleskopet i Chile där ESO (The European Southern Observatory)   är partner hittat de  starkaste indicierna hittills för existensen av trojanplaneter.

Astronomerna studerade solsystemet PDS 70 där en ung stjärna med två kända Jupiterlika planeter, PDS 70b och PDS 70c finns. Genom analys av arkivdata från ALMA har forskarna nu upptäckt ett moln med materia i samma bana som PDS 70b i en position där trojaner kan finnas.

Trojaner rör sig inom de så kallade Lagrangeområdena, två utsträckta regioner före och efter en planet i dess bana, där den kombinerade gravitationskraften från planeten och moderstjärnan samverkar för att fånga in materia och hålla kvar detta. I ett av dessa områden i banan för PDS 70b noterades en svag signal som kan härröra från materia med en sammanlagd massa av omkring två gånger jordens måne.

Forskarna misstänker att det i dammolnet kan finnas trojaner av mindre slag eller att en planet håller på att bildas här. Vi har nu för första gången kunnat visa en plats där  trojanvärldar av detta slag kan existera skriver Balsalobre-Ruza.

Forskningen är det första steget i sökandet efter planeter med samma bana tidigt i sin existens skriver Nuria Huélamo, medförfattare och seniorforskare vid Astrobiologicentret. Det ger frågor om hur trojaner bildas och utvecklas och hur vanligt förekommande de är i ett planetsystem kompletterar Itziar De Gregorio-Monsalvo, chef vid ESO:s vetenskapliga kontor i Chile, som var med och bidrog till forskningsprojektet.

För att bekräfta denna upptäckt måste forskarna nu vänta till efter 2026, då de åter planerar att få tid för att använda ALMA för att se om PDS 70b och dess planetsyskon har rört sig i sin bana i samma hastighet runt moderstjärnan. Det skulle då vara ett vetenskapligt genombrott inom exoplanetforskningen skriver Balsalobre-Ruza.

Framtiden för denna typ av studier är spännande och vi ser fram emot de senare utökade observationsmöjligheter som ALMA får efter 2030 som drastiskt kommer att förbättra antennsystemets möjligheter att karaktärisera trojaner kring andra stjärnor” avslutar De Gregorio-Monsalvo i studien.

Bild vikipedia på stjärnan PDS 70 en mycket ung stjärna i stjärnbilden Kentauren. Beläget 370 ljusår bort från oss. I den protoplanetära skivan runt PDS 70 ses den nya planeten PDS 70b till höger. Nu misstänks en ytterligare  exoplanet  finnas i samma bana som PDS 70b vilken om den bekräftas kommer att benämnas  PDS 70d. 

Ny teori om Jupiters asteroidsvärmars tillkomst

 

Ett internationellt team av forskare inklusive NYUAD-forskaren Nikolaos Georgakarakos mfl forskare från USA, Japan och Kina under ledning av Jian Li från Nanjing University har utarbetat nya teorier som kan förklara den numeriska asymmetrin hos L4- och L5 Jupiters Trojan-svärmar, två kluster som innehåller mer än 10000 asteroider som rör sig längs med  Jupiters omloppsbana runt solen.

I årtionden har forskare vetat att det finns betydligt fler asteroider i L4-svärmen än i L5-svärmen men har inte förstått orsaken till denna asymmetri. Forskare har ansett att skillnaderna uppstod under ett tidigare skede av vårt solsystems existens. Att bestämma orsaken till dessa skillnader kan avslöja nya detaljer om bildandet och utvecklingen av solsystemet.

I artikeln, Asymmetry in the number of L4 and L5 Jupiter Trojans driven by jumping Jupiter, publicerad i tidskriften Astronomy & Astrophysics, presenterar forskarna en ny teori som kan förklara mekanismen till asymmetrin. Lösningen de föreslår är att en snabb migration av Jupiter från en tidigare närliggande bana runt solen kan ha snedvridit konfigurationen av de trojanska svärmarna vilket resulterade i mer stabila banor för asteroiderna i L4-svärmen än i L5-svärmen, säger Li. "Denna mekanism, som inducerade olika utvecklingsvägar för de två asteroidgrupperna  ger en ny och naturlig förklaring till av att L4-asteroiderna är cirka 1,6 gånger fler än asteroiderna i L5 svärmen.

Modellen visar Jupiters omloppsbana, orsakad av en planetarisk omloppsinstabilitet i det tidiga solsystemet. Något som ledde till att Jupiters migration skedde i mycket hög hastighet; En migration som forskarna antar var en möjlig orsak till förändringarna i stabiliteten hos de närliggande asteroidsvärmarna. Framtida datamodeller kan utöka förståelsen genom att inkludera ytterligare aspekter av solsystemets utveckling.  Inkluderande simulering av Jupiters snabba migration av olika hastigheter och effekterna från närliggande planeter.

Egenskaperna hos solsystemets uppbyggnad är inte helt förstått olösta frågeställningar i dess bildande och tidiga utveckling finns. Förmågan att framgångsrikt med datasimulering visa skilda händelsescenarier av ett tidigt skede av solsystemets utveckling och tillämpa dessa resultat på dagens frågor kan  vara ett viktigt verktyg när astrofysiker och andra forskare arbetar för att lära sig mer om vårt solsystems början.

Frågan (min anm.) över varför Jupiter i hög fart (om denna teori stämmer) från ett tidigare närmre läge till solen tog sig ut till sitt nuvarande läge och hur det skedde behöver även lösas.

Bild vikipedia

Jupiters trojaner       Hilda-asteroiderna

Asteroidbältet       Planetbanorna

Diagram som visar Jupitertrojanerna i grönt i förhållande till asteroidbältet mellan Mars och Jupiter och Hilda-asteroiderna. Trojanerna är fördelade på två grupper, ”det grekiska lägret” L4 före och ”det trojanska lägret” L5 efter Jupiter.

En komet är på ett tillfälligt besök vid Jupiter

 

Efter att ha färdats flera miljarder mil mot solen har ett egensinnigt ungt kometliknande föremål nu efter att av någon anledning vid sin bana någonstans mellan Neptunus, Saturnus eller närheten av Jupiter lämnat sin position  och börjat röra på sig mot solen stannat upp på sin väg runt Jupiter den sista men största av gasplaneterna innan färden vidare eventuellt fortsätter förbi Mars, Jorden, Venus och Merkurius.

Objektet har lagt sig i samma bana som en familj av tillfångatagna forntida asteroider de så kallade trojanerna som kretsar runt solen  i samma bana som en planet. I detta fall tillsammans med Jupiter. Detta är första gången ett kometliknande föremål har upptäckts i trojaners banor. Trojanska asteroider är små asteroider som befinner sig före eller efter en planet i dennas bana, samlade vid de stabila Lagrangepunkterna. 

Man känner idag till fem planeter som har trojaner: Mars, Jupiter, Uranus, Neptunus och jorden. Utöver det har även  Saturnus månar Dione och Tethys trojaner.

Den första observationen av en trojan gjordes av E. E. Barnard 1904. En trojan, vid Jupiter.

Den oväntade besökaren vid Jupiter tillhör en klass av isiga kroppar som finns i rymden mellan Jupiter och Neptunus. De kallas "Centaurs" och  blir aktiva när de för första gången värms upp när och om de börjar röra sig mot solen och övergår då dynamiskt till att bli mer kometliknande. Karakteristiskt för centaurer är att de rör sig bland gasjättarna i det yttre av Solsystemet. Ofta korsar de Saturnus och Uranus omloppsbanor och i vissa fall även Neptunus. På grund av gasjättarnas gravitation anses denna typ av objekt ha en instabil omloppsbana på lång sikt, (miljoner år). De kommer med största sannolikhet från början från Kuiperbältet men har fångats in av gasplaneterna. 

 

Ögonblicksbilder från NASA:s rymdteleskop Hubble visar att vagabondobjektet visar tecken på kometaktivitet. Den har en svans, utgasning och ett koma av damm och gas. Tidigare observationer av NASA:s rymdteleskop Spitzer gav ledtrådar till det kometliknande föremålets sammansättning och gaserna som drev dess aktivitet.

Det nomadiska objektet upptäcktes i början av juni 2019 av University of Hawaiis teleskop Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) som ligger på de utdöda vulkanerna Mauna Kea och Haleakala.

Den japanska amatörastronomen Seiichi Yoshida tipsade Hubble-teamet om möjlig kometaktivitet. Astronomerna skannade sedan arkivdata från Zwicky Transient Facility vilket är en bred fältundersökning utförd vid Palomar Observatory i Kalifornien och insåg att objektet var tydligt aktivt i bilder från april 2019.

 

De följde upp med observationer från Apache Point Observatory i New Mexico vilket gav samma resultat. Teamet observerade kometen med Spitzer bara dagar före detta observatorium gick i pension i januari 2020 och identifierade då gas och damm runt kometkärnan. Dessa observationer gjorde att man sedan lät Hubbleteleskopet ta en närmare titt.

Med hjälp av Hubbles skarpa öbjekt identifierade forskarna svansen, komastrukturen, storleken på dammpartiklarna och deras utmatningshastighet. Dessa bilder hjälpte till att bekräfta att det var en komet. När kometen sparkas ut ur Jupiters omloppsbana (vilket kommer att ske) och fortsätter sin resa mot solen kan den möta upp den gigantiska planeten igen. "Små kometer som LD2 (namnet på objektet) möter sitt öde genom att dras in i solen och helt upplösas, träffa en planet eller komma för nära Jupiter igen och då kastas ut ur solsystemet vilket är de vanligaste ödena", säger Lisse en av forskarna som använde Hubble och tillägger. "Simuleringar visar att om cirka 500000 år är sannolikheten 90 procent att det här objektet kommer att kastas ut från solsystemet och bli en interstellär komet."

En intressant (min anm.) information som ger lite mer kunskap om vår värld och plats i verkligheten.

Bild från vikipedia som visar storleksskillnaden mellan Jupiter och Jorden.

Uppdraget att besöka de trojanska asteroiderna närmar sig.

Trojanska asteroider är asteroider som befinner sig före eller efter en planet i dess bana även jorden har en trojan 2010 TK7 

Den första observationen av en trojan gjordes av E. E. Barnard 1904.  Trojan (då nämndes de som trojanska första gången) gick i samma bana som Jupiter. Den 7 december 2010 hade man upptäckt 4 trojaner till Mars och 7 trojaner till Neptunus. Jupiters trojaner däremot är uppdelade i två grupper. Grupp L4 som ligger 60 grader före i Jupiters bana och L5 som ligger 60 grader efter Jupiter i dess bana. Bara i L4 beräknas att det finns 160 000 objekt som är större än 1 km i diameter. De namngivna större asteroiderna är uppkallade efter personer i Iliaden.

Uppdraget som nu närmar sig handlar  om insamling av data från sju av Jupiters trojaner. Uppdraget pågår under en 12-års period med hjälp av rymdsonden Lucy vilken beräknas sändas upp under hösten 2021. 

Rymdfarkosten Lucy ska under sitt 12-åriga uppdrag flyga förbi och samla in data från sju trojaner. Då de trojanska asteroiderna är rester av det ursprungliga material som bildade de yttre planeterna är de viktiga ledtrådar av solsystemets historia. Det är förhoppningen att Lucy kan revolutionera förståelsen av vårt solsystems ursprung. Under de senaste månaderna har Lucy-teamet fokuserat på att bygga och testa alla komponenter till rymdfarkosten inklusive dess vetenskapliga instrument, elektronik, kommunikationsinstrument och navigationssystem.

Vid översyn av ovanstående visade Lucy-teamet för en oberoende högre granskningsnämnd, innefattande NASA och externa experter att systemen och delsystemen håller schemat och är klara för montering, testning och integration.

Denna monteringsfas kommer snarast att ske på Lockheed Martin Space Systems anläggningar i Littleton, Colorado. På grund av avbrott av en del komponenter orsakat av pandemin reviderade teamet schemat. Genom dessa insatser har uppdraget kunnat hålla sig på rätt spår för att lanseras som planerat i oktober 2021.  SwRI är ansvarigt för forskarinstitutionen och leder uppdraget.

En spännande tid väntar när uppdraget väl kommer igång (min anm.) Säkert som alltid vid uppdrag i rymden  kommer det säkert överraskande data denna gång också.

Bild från vikimedia på Lucys uppdrag.

Den asteroidliknande kometen 2019 LD2. En av Jupiters trojaner.

Jupiters trojaner är två grupper av asteroider i planeten Jupiters omloppsbana Asteroiderna är uppkallade efter personer i Iliaden därav namnet trojanerna. Följ länken här för att få en förteckning på dessa 22 namn.

Nyligen har ytterligare en trojan (den 23:e) upptäckts. Men  objektet är inte som man först trodde en asteroid utan en förtäckt komet. Namnet var först  2019 LD2 men vid vidare undersökning förstods att det inte var en asteroid utan en förtäckt komet förvillande lik i bana och form som en asteroid.

Det var astronomer vid universitetet i Hawaii vid Mānoa Institute for Astronomy som analyserade bilder från ATLAS-telekopet på Hawaii. Vid analysen av bilderna som där objektet först togs som en ny asteroidtrojan visades vid ytterligare analys att det var en komet man funnit som hade sin omloppsbana vid Jupiters asteroider.

NU fick den ett namn som istället skulle identifiera den som komet i klassificeringssyfte beteckningen P/2019 LD2 som betecknar objektet som en komet. Comet P/2019 LD2 kommer regelbundet tillräckligt nära Jupiter med några decenniers mellanrum och knuffas och dras då genom Jupiters gravitation utifrån sin närhet till Jupiter av gravitationella interaktioner med Jupiter som kan förändra kometens omloppsbana dramatiskt. När det gäller P/2019 LD2 och dess läge och omloppsbana är den just nu nästan cirkulär likt de  trojanska asteroidernas (vilket fick astronomer att först tolka den som en asteroid). 

Den nuvarande omloppsbanan är inte stabil vilket innebär att Jupiters gravitation kommer att ändra dess bana under de kommande decennierna och komet P/2019 LD2 kommer då inte längre att vara lätt att förväxla med Jupiters trojanska asteroider (då banan sedan inte blir nästan cirkelformad som asteroidtrojanernas utan oregelbunden som oftast kometers är).

Bild från vikipedia jag citerar därifrån. "Diagram som visar Jupitertrojanerna i grönt i förhållande till asteroidbältet mellan Mars och Jupiter och Hilda-asteroiderna. Trojanerna är fördelade på två grupper, ”det grekiska lägret” före och ”det trojanska lägret” efter Jupiter".