Troligen har det aldrig funnits liv eller vatten på vår tvillingplanet Venus.

 

Bild wikipedia. Färgkodad höjdkarta som visar de upphöjda terrae-"kontinenterna" i gult och mindre detaljer av Venus.

Forskare vid University of Cambridge som har studerat den kemiska sammansättningen av Venus atmosfär drar slutsatsen att dess inre är för torrt idag för att det någonsin ska ha funnits tillräckligt med vatten (om det någonsin funnits någon droppe alls) för att hav kunnat existera på dess yta. Istället har planeten sannolikt varit en brännhet ogästvänlig värld under hela sin existens.

Resultatet av studien har beskrivits i tidskriften Nature Astronomy och har betydelse för förståelsen av jordens unika karaktär och för sökandet efter liv på planeter utanför vårt solsystem. Även om många exoplaneter liknar Venus föreslås i  studien att astronomer bör begränsa sitt fokus till exoplaneter som är mer lika jorden än som gjorts historiskt.

På avstånd är Venus och jorden mycket lika de är nästan identiska i storlek och båda är stenplaneter. Men på nära håll är Venus mer som en ond tvilling. Den är täckt av tjocka moln av svavelsyra och dess yta har en medeltemperatur på nära 500 °C.

Trots dessa extrema förhållanden har astronomer i årtionden undersökt om Venus en gång kan ha haft flytande hav som kunnat hysa  någon form av "liv på ytan eller i dess tjocka moln.

"Vi kommer inte att veta helt säkert om Venus kan ha liv i molnen eller har kunnat ha livsformer förrän vi skickar sonder dit i slutet av detta årtionde", beskriver studiens huvudförfattare Tereza Constantinou, doktorand vid Cambridges Institute of Astronomy. Men med tanke på att Venus sannolikt aldrig haft hav är det svårt att föreställa sig att Venus någonsin har haft jordliknande liv vilket kräver flytande vatten.

Tänk om vi kunnat flytta Venus till en bana som Jordens och få den till att hysa liv och atmosfär som jordens. Då skulle vi haft två planeter med samma tyngdkraft mm en tvillingjord.

För mer om hur dessa forskare kom fram till sitt mycket troligt riktiga resultat enligt mig se denna länk från University of Cambridge. 

Månarnas rörelse över Uranus kan visa om hav finns under dess yta.

Bild wikipedia. Uranus, bild tagen av Voyager 2 den 24 januari 1986.

När NASA:s Voyager 2 flög förbi Uranus 1986 tog den korniga fotografier av stora istäckta månar. Nu, nästan 40 år senare, planerar NASA att skicka ytterligare en sond till Uranus, den här gången utrustad för att söka efter om de isiga månarna har flytande vatten under sin yta.

Uppdraget är i ett tidigt planeringsskede. Men forskare vid University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) förbereder sig genom att bygga en ny datormodell som kan användas för att upptäcka hav under isen med hjälp av sondens kameror. UTIG-forskningen, har publicerats i tidskriften Geophysical Research Letter och visar hur man kan förbättra möjligheten att upptäcka hav under månars yta. UTIG är en forskningsenhet vid Jackson School of Geosciences vid University of Texas i Austin.

Alla stora månar i solsystemet, inklusive Uranus månar är tidvattenlåsta. Det betyder att gravitationen har matchat deras roterande rörelse så att samma sida alltid är vänd mot Uranus medan de kretsar runt planeten (så även vår måne). Detta betyder dock inte att deras snurr är helt stoppad eller att alla tidvattenlåsta månar svänger fram och tillbaka när de kretsar. Att bestämma omfattningen av vinglingen är enligt studien nyckeln till att få veta om Uranus månar innehåller hav under sin yta och i så fall hur stora dessa är.

Månar med ett hav av flytande vatten som skvalpar omkring på insidan kommer att vingla mer än de som inte vinglar på sin färd. Men även de största oceanerna genererar endast en liten vingling. En månes rotation kan avvika bara några hundra meter när den färdas  i sin omloppsbana. Men det är tillräckligt för att förbipasserande sonder ska upptäcka det.

Tekniken har tidigare använts för att bekräfta att Saturnus måne Enceladus har ett inre globalt hav.

För att ta reda på om samma teknik skulle fungera på Uranus månar gjorde UTIG:s planetforskare Doug Hemingway, som utvecklat datamodellen. teoretiska beräkningar för fem av dess månar och kom fram till en rad troliga scenarier. Till exempel, om Uranus måne Ariel vinglar ca 90 meter är det troligt att den har ett hav som är 100 mil djupt omgivet av ett 20 mil tjockt isskal.

Att upptäcka mindre hav kommer att innebära att en rymdfarkost måste komma närmare eller ha extra kraftfulla kameror. Men datormodellen ger uppdragskonstruktörerna matematisk beräkning för att veta vad som kommer att fungera, säger Krista Söderlund, biträdande professor vid UTIG.

– Det kan vara skillnaden mellan att upptäcka ett hav eller att upptäcka att vi inte har förmågan att veta om hav finns den dag vi kommer fram, beskriver Söderlund som dock inte varit inblandad i den aktuella forskningen

Ca 9 km metangas i ytans is skyddar is av vatten på månen Titan.

 

Bild https://www.soest.hawaii.edu  Titans troligaste inre (ej skalenligt), som visar en metanklatratskorpa över ett konvektionerat isskal.

Saturnus största måne Titan är den enda platsen förutom jorden som är känd för att ha en atmosfär och som har vätskor i form av floder, sjöar och hav på sin yta. På grund av dess extremt kalla temperatur är vätskorna på Titan bestående av kolväten som metan och etan medan ytan i övrigt är täckt av is av vatten.

I en ny studie under ledning av forskare vid University of Hawaii i Mānoa, avslöjades att metangas också kan finnas i isen (av vatten)  och bilda en distinkt skorpa som är upp till 9 km tjock vilken värmer den underliggande isen bestående av vatten och detta kan också förklara Titans metanrika atmosfär.

Forskargruppen som leddes av forskarassistenten Lauren Schurmeier, doktorand Gwendolyn Brouwer och Sarah Fagents, biträdande direktör och forskare, vid Hawaii Institute of Geophysics and Planetology (HIGP) vid UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), observerade i NASA:s data att Titans nedslagskratrar är hundratals meter grundare än som förväntat 90 kratrar har identifierats på Titan. För att undersöka vad som kan finnas bakom detta mysterium testade forskarna i en datormodell hur Titans topografi skulle kunna skadas eller återhämta sig efter ett nedslag om isskalet täcktes med ett lager av isolerande metanklatratis (ett slags fast vattenis med metangas fångad i kristallstrukturen). Då den ursprungliga formen på Titans kratrar är okänd, modellerade och jämförde forskarna två troliga initiala djup av dessa baserade på fräscha kratrar av liknande storlek på en annan isig måne av liknande storlek. I detta fall Jupitersmåne Ganymedes. 

"Med hjälp av den här modelleringsmetoden kunde vi begränsa tjockleken på metanklatratskorpan till fem till tio kilometer eftersom simuleringar med den tjockleken gav kraterdjup som bäst matchade de observerade kratrarna", beskriver Schurmeier. "Metanklatratskorpan värmer upp Titans inre och orsakar oväntat snabbt topografiskt lugn efter ett nedslag vilket resulterar i att kratern blir grund i en takt som är nära den som finns hos snabbt rörliga smältande glaciärer på jorden."

Om liv existerar i Titans hav under det tjocka ishöljet skulle alla tecken på liv (biomarkörer) behöva transporteras upp i Titans ishöljet för att vi lättare ska komma åt eller se om det finns vid framtida uppdrag", tillade Schurmeier. "Detta är mer sannolikt att inträffa om Titans isskal är varmt och konvektivt."

Med NASA:s Dragonfly-uppdrag till Titan planerat att skjutas upp i juli 2028 och anlända 2034, kommer forskare att ha möjlighet att göra observationer på nära håll av Titan och ytterligare undersöka den isiga ytan, inklusive en krater som heter Selk. Om det kan finnas livsformer under isen får vi säkert svar på någon gång i framtiden. Men om det redan blir 2034 är tveksamt. Om det finns instrument som kan komma ner till flytande vatten under isen med på sonden är okänt. 

Den olösta frågan om det finns liv eller spår av liv under isen på Mars ska besvaras

 

Bild https://www.jpl.nasa.gov/ Det vita som syns i denna ravin på Mars tros vara  is av vatten med stort damminnehåll. Forskare tror att den här typen av is kan vara en intressant plats att leta efter mikrobiellt liv i  på Mars. Bilden visar en del av en region som heter Dao Vallis, Källa: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona.

Även om liv på Mars aldrig har hittats, föreslås i en ny NASA-studie att mikrober kan finnas under fruset vatten på planetens yta.

Genom datormodellering har studiens författare visat att mängden solljus som kan tränga in i isen skulle vara tillräcklig för att fotosyntesen ska ske i grunda bassänger av smältvatten under isens yta. Liknande vattensamlingar som bildas under is på jorden har visat sig krylla av liv i form av alger, svampar och mikroskopiska cyanobakterier som alla får sin energi genom fotosyntesen.

På Mars finns två sorters is: fruset vatten och frusen koldioxid. Troligast är det under is av vatten som man kan hitta ev liv.

"Om vi försöker hitta liv var som helst i universum idag, är isen på Mars förmodligen en av de mest tillgängliga platserna att leta på", beskriver Aditya Khuller vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien i en ny artikeln som publiceradts i Nature Communications Earth & Environment. 

Artikeln i vilken Aditya Khuller är huvudförfattare visas hur Khuller och  hans kollegor är intresserade av is av vatten som till stora delar bildats av snö blandat med damm som fallit på Mars yta under en rad istider på Mars under den senaste miljonen år. Den uråldriga snön har sedan dess stelnat till is och innehåller  fullt av dammkorn.

Vad det framtida studiet av  dessa vattensamlingar som antas finnas under isen kommer att visa vet vi ännu inte. Men jämför vi samma slags vattensamlingar under is på jorden ser det något positivt ut. Men personligen är jag tveksam till något fynd av liv från nu eller då.

Det finns flertal källor till vatten och hydroxyl på månen

 

Bilden från wikipedia visar västra hemisfären med slätten Mare Orientale på månen vilken har en diameter på ca 1 000 km i sitt centrum. Till vänster syns "månens baksida" och till höger "månens framsida" i förhållande till Jorden.

Inom kemin är en hydroxi- eller hydroxylgrupp en funktionell grupp molekyler med den kemiska formeln OH och består av en syreatom kovalent bunden till en väteatom. Inom organisk kemi innehåller alkoholer och karboxylsyror en eller flera hydroxigrupper. 

En ny analys av kartor över månen yta visar att det finns flera källor till vatten och hydroxyl i de solbelysta stenarna och markerna, inklusive vattenrika stenar som slungats iväg av meteornedslag på alla breddgrader på månen.

– Framtida astronauter kanske hittar vatten nära ekvatorn på månen för att sedan kunna använda dessa eventuellt vattenrika områden. Tidigare trodde man att det bara var i polarområdet och då i synnerhet i de djupt skuggade kratrarna vid polerna som man kunde hitta vatten, beskriver Roger Clark, Senior Scientist vid Planetary Science Institute och huvudförfattare till "The Global Distribution of Water and Hydroxyl on the Moon as Seen by the Moon Mineralogy Mapper (M3)" som publicerats i Planetary Science Journal.

"Att veta var vattnet finns hjälper inte bara till att förstå månens geologiska historia utan också var astronauter kan hitta vatten för framtida behov i framtiden.

Studien ger en del nya rön. Tidigare ansågs att då solen skiner på månens yta vid olika tidpunkter på dygnet förändras koncentrationen av vatten och hydroxylabsorption. Det ledde till beräkningen att vattenmängd och hydroxyl borde röra sig runt månen och skifta i koncentration i en daglig cykel. Den nya studien visade dock att det är mycket stabila mineralabsorptioner av vatten och hydroxyl  i mineraler som pyroxen (se gärna denna länk för att lära mer och se en vacker bild på en mineral som ingår i gruppen), ett vanligt magmatiskt silikatmineral i månens yta och det vattnet avdunstar inte vid skilda måntemperaturer.

Anledningen till denna effekt av skilda vattenhalter på månen beror istället på ett tunt lager av berikad sammansättning och/eller markens partikelstorlek som skiljer sig beroende på djup ner i månytan. När solen står lågt på månhimlen passerar ljuset genom mer av det översta lagret vilket stärker de infraröda absorptionerna, jämfört med när solen står högt på himlen. Det kan fortfarande finnas vatten som rör sig. Men för att kvantifiera hur mycket kommer nya studier att behöva göras för att kvantifiera lagereffekterna. Spår från månrovern är mörkare på bilder från Apollo-eran vilket är ytterligare en indikator på att ytskiktet är tunt och annorlunda än djupare ner.

Relaterat till det tunna ytskiktet är uttrycken av gåtfulla egenskaper på månen som kallas månvirvlar innebärande diffusa mönster i synligt ljus på flera områden på månen. Magnetfält tros spela en roll i denna virvelbildning genom att adessa magnetfält avleder solvinden vilket också kan förklara en avsaknad av  hydroxylproduktionen. En tidigare studie ledd av PSI Senior Scientist Georgiana Kramer med flera  medförfattare av R. Clark visade att månens virvlar saknar hydroxyl. Den nya studien bekräftar detta. Men visar även på en större komplexitet i och med att virvlarna även har låg vattenhalt men däremot ibland högre pyroxenhalt och som vi såg ovan är detta mineral innehållande en liten del vatten som är låst i detta.

 Den nya studien som innehåller globala hydroxylkartor visar även aldrig tidigare sedda områden som liknar kända virvlar, men som inte har några diffusa mönster som inte  kan ses i synligt ljus utan bara kan ses i hydroxylabsorption. Dessa nya funktioner kan vara gamla eroderade virvlar och inkludera nya typer av virvlar inklusive bågar och linjära funktioner. Genom att kartlägga månen på nya vis visas att månens yta  är mer komplex än vi trott.

Tidigt arbete med dataanalys för denna studie finansierades av vetenskapsteamet Moon Mineralogy Mapper. Huvudfinansieringen studien stöddes av NASA Solar System Exploration Research Virtual Institute 2016 (SSERVI16) Cooperative Agreement (80ARC017M0005) (TREX).

Exoplanet LHS 1140 b verkar vara en isvärld där liv kan existera.

 

LHS 1140b är en superjord en exoplanet som kretsar runt en röd dvärgstjärna, 40 ljusår från jorden i stjärnbilden Valfisken.

LHS 1140 b är en av de exoplaneter som ligger närmast vårt solsystem och som finns inom sin sols livsmöjligas zon. Exoplaneter som hittats i denna "Guldlockszon" har temperaturer som kan vara  möjliga för vatten att existera i flytande form. Flytande vatten är ett avgörande element för liv som vi känner det från jorden.

En av de kritiska frågorna om LHS 1140 b var om det är en mini-Neptunus-exoplanet (en liten gasjätte med en kraftig väterik atmosfär) eller en superjord (en stenplanet men större än jorden). Det senare scenariot inkluderade möjligheten att det var en så kallad "Hycean-värld" en planet med ett globalt flytande hav omgivet av en väterik atmosfär som skulle uppvisa en distinkt atmosfärisk signal som kunde observeras med hjälp av det kraftfulla Webb-teleskopet.

  Analyser av data från Webbteleskopet uteslöt starkt mini-Neptunus-scenariot och tyder på att exoplaneten LHS 1140 b är en superjord som till kan ha en kväverik atmosfär. Om detta resultat bekräftas skulle LHS 1140 b vara den första tempererade planeten som visar tecken på en sekundär atmosfär, bildad efter planetens ursprungliga bildning.

Uppskattningar baserade på insamlad data visar att LHS 1140 b är mindre tät än förväntat för en stenplanet med en jordliknande sammansättning vilket tyder på att 10 till 20 % av dess massa kan bestå av vatten. Upptäckten pekar på att LHS 1140 b kan vara en intressant vattenvärld som troligen liknar en snöbolls- eller isplanet med ett potentiellt flytande hav vid den substellära punkten (det område på planetens yta som alltid är vänt mot solsystemets sol i detta fall en sval röd dvärgstjärna) på grund av planetens förväntade synkrona rotation (ungefär som jordens måne är).

"Av alla för närvarande kända tempererade exoplaneter kan LHS 1140 b mycket väl vara vår bästa chans att en dag indirekt bekräfta flytande vatten på ytan på en främmande värld bortom vårt solsystem", beskriver Charles Cadieux, huvudförfattare till artikeln (se nedan). Detta skulle vara en viktig milstolpe i sökandet efter potentiellt beboeliga exoplaneter, beskriver han.

  För att bekräfta närvaron och sammansättningen av LHS 1140 b:s atmosfär och för att kunna skilja mellan scenarierna med snöbollsplanet och havsplanet mitt i prick krävs ytterligare observationer. Forskargruppen har betonat behovet av ytterligare mätningar av passage och förmörkelse med Webb-teleskopet med fokus på en specifik signal som skulle kunna avslöja förekomsten av koldioxid. Denna egenskap är avgörande för att förstå atmosfärens sammansättning och upptäcka potentiella växthusgaser som kan indikera beboeliga förhållanden på denna exoplanet.

Studien har publicerats som artikeln "Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Exoplanet LHS 1140 b with JWST/NIRISS" den 10 juli 2024 i Astrophysical Journal Letters. Huvudförfattare är Charles Cadieux, doktorand vid Trottier Institute for Research on Exoplanets vid Université de Montréal. Andra iREx-forskare som bidragit till denna artikel är René Doyon (UdeM), Étienne Artigau (UdeM), Olivia Lim (UdeM), Michael Radica (UdeM), Salma Salhi (UdeM), Lisa Dang (UdeM), Loïc Albert (UdeM), Louis-Philippe Coulombe (UdeM), Nicolas Cowan (McGill), David Lafrenière (UdeM), Alexandrine L'Heureux (UdeM), Caroline Piaulet-Ghorayeb (UdeM), Björn Benneke (UdeM), Neil Cook (UdeM) och Marylou Fournier-Tondreau (UdeM och University of Oxford). Ytterligare bidragsgivare är baserade vid University of Michigan, Centre national de recherche scientifique (Frankrike), NASA Goddard Space Flight Center, American University, McGill University, McMaster University och University of Toronto. C. Cadieux och UdeM-teamet bekräftar ekonomiskt stöd från den kanadensiska rymdorganisationen för denna studie.

Bild vikipedia. Illustration av LHS 1140b.

NASA;s Curiosity-rover söker efter spår från forntida vatten på Mars

 

NASA:s Marsbil Curiosity-rover utforskar nu ett nytt område på Mars. Ett område som kanske kan avslöja mer om hur länge sedan det var som vattnet avdunstade från Mars yta. Numera anses  att Mars  för miljarder år sedan var mycket blötare och förmodligen och med  varmare klimat och tätare atmosfär än idag. Curiosity söker denna förflutna tids spår  där den rullar fram och så småningom korsar Gediz Vallis-kanalen, en slingrande, ormliknande kanalformation som – åtminstone från rymden – verkar vara en uttorkad flodfåra. När de sedimentära lagren i nedre Mount Sharp efter floden avlagrats av vind och vatten, skar erosionen ner lagren till hur de ser ut i dag. Det var först efter lång tid liksom intensivt torra perioder då Mount Sharps yta var en sandig öken som Gediz Vallis-kanalen antas ha bildats.

Forskarna tror även att stenblocken och annat skräp som sedan fyllde kanalen kom nedrasande från de höga berg dit Curiosity aldrig kan ta sig men som omger den gamla flodfåran  ger teamet en glimt av vilken typ av material som   dessa berg består av.

– Om kanalen inklusive skräphögen i denna har formats av flytande vatten är det intressant. Det skulle innebära att Mount Sharp ganska sent i historien efter en lång torrperiod åter blev vattenfylld, beskriver Ashwin Vasavada, forskare vid Curiositys projekt vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Den förklaringen skulle stämma överens med en av de mest överraskande upptäckterna som Curiosity gjort under sin upptäcktsfärd uppför Mount Sharp: att vatten verkar ha uppkommit och försvunnet i olika faser, snarare än att gradvis ha försvunnet i takt med att planeten blev torrare. Dessa cykler kan ses som bevisade genom de lersprickor och torra grunda, salta sjörester som finns  i kanalen och de omvälvande skräpflöden som staplades upp och skapade den vidsträckta Gediz Vallis-åsen.

Bild vikipedia schematisk bild på curiosity.

Avgiftning av Mars vatten

 

Vatten är nödvändigt för mänsklig överlevnad och civilisation och är avgörande för fortsatt utforskning bortom jorden. På Mars finns gott om vatten för att upprätthålla våra ambitioner i form av is under ytan. Men det är inte rent vatten utan förorenat av giftiga perklorater. Perklorat och klorat är potenta oxidationsmedel som orsakar korrosion av utrustning och är farliga för människors hälsa vid intag även vid låga koncentrationer. Det är därför viktigt att Mars vatten avgiftas för att avlägsna dessa förorenande lösta ämnen innan det kan användas i drivmedelsproduktion, livsmedelsproduktion eller mänsklig konsumtion.

Omfattningen av den förväntade efterfrågan på vatten på Mars i framtiden belyser bristerna i traditionella vattenreningsmetoder, som kräver antingen stora mängder förbrukningsmaterial, hög elförbrukning eller behandling av vatten. Där för har utarbetats möjliga lösningar för rening av detta vatten.

I fas I kommer det att undersökas om nedanstående tillvägagångssätt är genomförbart beskriver Lynn Rothschild NASA Ames Research Center (ARC): Översättning blir för svår för denna texy så jag hoppas den kan förstås på engelska. Citat;

”Engineer the genes PcrAB and cld into B. subtilis 168 under the control of the strong promoter pVeg and test and quantify the efficacy of perchlorate reduction under the modeled conditions.

Develop B. subtilis strains that secrete the enzymes to test intra- vs extracellular efficacy.

Perform a trade study comparing the performance of biological water detoxification from Objs. 1 & 2 to traditional engineering approaches in terms of mass, power, and crew time.

Delineate a plan to infuse this technology in human Mars missions. Development of our detoxification biotechnology will also lead to more efficient solutions to natural and particularly industrial terrestrial perchlorate contamination on Earth. It will also shine a spotlight on the potential of using life rather than only industrial solutions to address our environmental problems, which may spur further innovations for other terrestrial environmental challenges such as climate change. The system will be launched as inert, dried spores stable at room temperature for years. Upon arrival at Mars, spores will be rehydrated and grown in a bioreactor that meets planetary protection standards. Martian water will be processed by the bioreactor to accomplish perchlorate reduction. Processed water can then be used or further purified as required.” slut citat från https://www.nasa.gov/general/detoxifying-mars/

Bild https://www.nasa.gov Grafisk skildring av avgiftning av Mars: den biokatalytiska elimineringen av allestädes närvarande perklorater Bild av Lynn Rothschild.

Nya rön om vattnets historia på Månen

 

Ny forskning av postdoktor Tara Hayden vid Western University visar att den tidiga månskorpan på månens yta, berikades avsevärt med vatten för mer än 4 miljarder år sedan, tvärtemot vad man tidigare trott. Forskningsresultatet  ger spännande nya bevis för att månens tidiga skorpa innehöll mer vatten än vad man hittills trott vilket öppnar nya dörrar till studie av månens historia.

För första gången har upptäckts apatit i månens tidiga skorpa vilket är otroligt spännande – eftersom vi nu äntligen kan börja pussla ihop detta okända skede i månens historia. Vi finner att månens tidiga skorpa var rikare på vatten än vi förväntat oss, och dess flyktiga stabila isotoper avslöjar en ännu mer komplex historia än vi kände till tidigare, beskriver Hayden, (som för närvarande arbetar som kosmokemist hos den berömda planetgeologen Gordon "Oz" Osinski vid Westerns institution för geovetenskaper). 

Vår kunskap om vattnets historia på månen kommer från Apollo-färdernas prover de tog de med sig till jorden. Men dessa prover tros bara representera cirka fem procent av hela månens yta, beskriver Hayden. Tills vi får tillbaka fler markprover från de kommande Artemis-uppdragen är de enda av andra prover från månytan meteoriter från månen.

Hayden gjorde sin upptäckt av apatit vid The Open University under sina doktorandstudier när hon verifierade en sten från en samlare som en månmeteorit. Utöver identifieringen visade sig provet innehålla en viktig del av data om vatten på månen.

"Jag hade sådan tur att meteoriten inte bara kom från månen utan också innehöll kemi som är viktig för vår förståelse av månens vattenförande mineraler", beskriver Hayden.

Apatit hittas i alla typer av månstenar utom glaspärlor (som var en del av de prover apollobesättningarna tog med sig från månen) och Ferroanska anortositstenar där det senare representerar månens tidiga skorpa. Den Ferroanska anortositstengruppen är känd för att vara otroligt gammal (4,5-4,3 miljarder år gammal) och är den enda kända bergarten som har bildats direkt av månens magmaocean – då månen var nästan helt smält.

Upptäckten beskrivs i en studie som publicerades nyligen i tidskriften Nature Astronomy.

Bild vikipedia. En intressant bild som visar färgmättnaden på månens yta förstärkt rödaktig rostbrun för järn blåaktig för titanoxidmineraler.

Borebots kan användas på Mars till att söka efter vatten.

 

En grupp ingenjörer vid Planet Enterprises en rymdteknikinkubator baserad i Washington har utvecklat ett nytt djupborrningskoncept som de kallar Borebots.

NASA: s Institute for Advanced Concepts NIAC) stöder  Borebots-konceptet redan 2021 och ingenjörerna under ledning av Quinn Morley och Tom Bowen skrev en  96-sidig rapport om arbetet. Den rapporten beskriver  Borebots  unika förmåga till borrning och hur allmänt accepterat konceptet är i många andra prospekteringssammanhang.

Men sammanhanget det är utformat för är att leta efter vatten under ytan på Mars sydpol. Ingenjörerna uppskattade att de kunde samla in intressanta vetenskapliga data från ett borrhål på cirka 50 meters djup.

Teamet på Planet Enterprises kom på att autonoma robotar kunde utföra borrningen utan att vara bundna till en basstation. Botsna själva ser ut som bitar av borr rör. Ändå är de autonoma robotar med ett fristående batteri, borr, motor och elektroniskt system, allt inneslutet i ett cylindriskt hus som är 64 mm i diameter och 1,1 meter långt.

Botsna kan användas av en rover som liknar Perseverance-rovern. Rovern kan förlänga ett utplaceringsrör, som boten ska sjunka ner i och börja borra från ytan. Eftersom den är fjärrstyrd skulle dess primära begränsning vara batteriets livslängd. Det är energikrävande att använda en borr för att gräva genom regolit (Marsyta). Men när batteriet börjar ta slut kan det helt enkelt koppla in en serie dragspikar på sidan och klättra tillbaka upp från hålet som det just  grävt.

När Borebot tar sig tillbaka in i utplaceringsröret och säkert in i rovern kan den shuntas åt sidan till en rengörings- och laddningsstation medan en annan borebot tar dess plats. Borebot-systemet kan då nästan kontinuerligt gräva neråt utan behov av tung stödutrustning - bara en uppsättning Borebots behövs för att fortsätta borra ner i berget.

Massor av intressanta CAD-konstruktioner och  några 3D-utskrivna enheter beskrivs i slutrapporten. Det är inte heller ont om matematik i denna utan det beskrivs beräkningar från kraftelektronik till det vridmoment som krävs för borrhuvudet. Här nämns också att det fanns ett visst uttryckt intresse från The Mars Society att bygga ut konceptet för resursutvinning, liksom en idé att potentiellt använda idén i havsvärldar.

Men för närvarande är det oklart om och när projektet tar nästa steg i utvecklingen. Medan studien beskriver en tydlig plan för att öka Technology Readiness Level, verkar det inte  få ytterligare finansiering från NIAC eller någon annan någon annan finansieringskälla. Planet Enterprises ingenjörer har dock inte låtit det få dem på fall - deras TitanAir-koncept fick en NIAC fas I-utmärkelse 2023. Så de kommer att ha gott om tid att fortsätta arbeta med sina  innovativa idéer och söka finansiärer.

Bild https://phys.org/ Illustratörs skildring av en Borebot (den röda och blå cylindern) som utlöses från en rover. Upphovsman: Morley &; Bowen / James Vaughn

En region med vattenånga finns i närområdet av solsystemet PDS 70

PDS 70 är en mycket ung stjärna i riktning mot stjärnbilden Kentauren.  370 ljusår bort från oss. Nya rön från PDS 70 planetsystem visar att här finns  både en inre och en yttre skiva av gas och stoft  åtskilda av ett 8 miljarder kilometer gap och i det gapet finns två kända gasjätteplaneter. PDS 70b och PDS 70bc i sina egna banor. Men i PDS 70b:s bana kan ses ett  gasmoln vilket kan innehålla en trojanplanet som då ligger i samma bana som PDS 70b. (se mitt inlägg av den 28 juli)

Nya mätningar av NASA: s James Webb Space Telescopes MIRI (Mid-Infrared Instrument) har nu upptäckt vattenånga i systemets inre skiva på ett avstånd av mindre än 160 miljoner kilometer från dess sol PDS 70. En region där stenplaneter kan bildas. Detta är den första upptäckten av vatten i en region av en protoplanetär skiva som redan är känd för att vara värd för två eller flera protoplaneter.

Vatten har upptäckts i andra skivor men inte  inom ett system där planeter är under bildning. Vi kunde inte göra den här typen av mätningar före Webbteleskopet, beskriver huvudförfattaren Giulia Perotti från Max Planck-institutet för astronomi (MPIA) i Heidelberg, Tyskland.

Upptäckten är extremt spännande då den finns i regionen där steniga planeter som liknar jorden vanligtvis bildas, tillade MPIA:s Thomas Henning, medförfattare till studien. Henning är medansvarig forskare för Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument) med vilket  upptäckten gjordes och förste forskare i MINDS-programmet (MIRI Mid-Infrared Disk Survey) som samlade in data.

PDS 70 är en stjärna av K-typ, kallare än vår sol och som uppskattas vara 5,4 miljoner år gammal. Detta är relativt gammalt när det gäller stjärnor som har planetbildande skivor vilket gjorde upptäckten av vattenånga överraskande.

Med tiden minskar gas- och damminnehållet i planetbildande skivor. Antingen trycker den centrala stjärnans strålning och vindar bort material eller så växer stoftet till större objekt som så småningom blir planeter. Tidigare studier har inte upptäckt vatten i de centrala regionerna av liknande skivor av samma ålder, Därför  misstänkte astronomer tidigare att vatten inte klarade den hårda stjärnstrålningen utan skulle leda till en torr miljö där  stenplaneter bildas.

Astronomer har ännu inte upptäckt några planeter som bildas inuti den inre skivan av PDS 70. De ser dock råvarorna till steniga världar i form av silikater. Detekteringen av vattenånga innebär att om steniga planeter bildas här kommer de att ha vatten tillgängligt från början.

– Vi hittar en relativt hög mängd små stoftkorn där. I kombination med vår upptäckt av vattenånga är den inre skivan en mycket spännande plats, beskriver medförfattaren till studien Rens Waters vid Radboud University i Nederländerna.

Upptäckten väcker frågan om var vattnet komnit från. MINDS-teamet överväger två olika scenarier för att förklara det.

En möjlighet är att vattenmolekyler bildas på den plats vi fann dem när väte- och syreatomer kombineras. En andra möjlighet är att isbelagda dammpartiklar transporteras från den svala yttre skivan till den heta inre skivan, där vattenisen då sublimerar och förvandlas till vattenånga. Ett sådant transportsystem skulle vara förvånande eftersom dammet skulle behöva korsa det stora gapet mellan de två gasplaneterna.

En annan fråga som upptäckten väcker är hur vatten kan bestå så nära stjärnan. Stjärnans ultravioletta ljus borde bryta isär vattenmolekyler. Mest sannolikt fungerar omgivande material i form av damm och  vattenmolekyler som en skyddande sköld.

Forskarteamet kommer längre fram att använda ytterligare två av Webbs instrument, NIRCam (Near-Infrared Camera) och NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) för att studera PDS 70-systemet i ett försök att få en större förståelse av fenomenet.

Bild vikipedia. En bild av ALMA-teleskopet av en planetär skiva runt exoplaneten PDS 70c. Man misstänker även att det finns en exoplanet PDS 70d här också en såkallad trojan. Se mitt inlägg av den fredag 28 juli.

Webbteleskopet upptäckte vattenånga på kometen Comet 238P/Read

 

238P/Read är en komet i asteroidbältet som upptäcktes den 24 oktober 2005 av astronomen Michael T. Read.

Med hjälp av Webbs NIRSpec-instrument (Near-Infrared Spectrograph) har astronomer nu bekräftat förekomsten av vattenånga -  för första gången vilket visar att vatten kan bevaras som is i en komet i asteroidbältet. Kometen är 238P/Read.

Oorts kometmoln är platsen där merparten av kometerna i svårt solsystem finns. Molnet finns  bortom Neptunus varifrån ibland nu eller historiskt någon komet av skilda anledningar plötsligt tar sig ur detta och flyger inåt i solsystemet runt solen och blir en återkommande komet. Halleys komet är ett exempel på en sådan som sveper in i vårt närområde vart 75:e år.

Upptäckten av vatten i komet 238P/Read ger ny frågeställning då denna till skillnad från andra kometer inte verkar innehålla koldioxid. Hur vatten kom till i universum är även det något av ett mysterium, beskriver Stefanie Milam, Webbteleskopets biträdande projektforskare för planetvetenskap och medförfattare till studien som rapporterar om fyndet på Comet 238P/Read.

Asteroidbältets kometklass är en ganska ny upptäckt och kometen Comet 238P/Read var en av de ursprungliga tre kometer som tillhör denna kategori. Innan dess ansågs att alla kometer hade sitt ursprung i och fanns i Kuiperbältet och Oorts moln som ligger bortom Neptunus bana där deras is kunde bevaras långt från solen.

Fruset material som förångas då kometer närmar sig solen är det som ger kometer dess släpande svans vilket skiljer dem från asteroider. Forskare har länge spekulerat i att is bestående av vatten skulle kunna bevaras även i asteroidbältet men definitiva bevis fanns inte innan Webbteleskopet upptäckte det. Tidigare har vi sett objekt i asteroidbältet med alla egenskaper som kometer har men inte klassificerat dessa objekt som kometer då vi inte varit helt säkra. Men med exakta spektraldata från Webb kan vi nu säga att det bevisat finns vattenis på dessa objekt och klassificera dem som kometer, beskriver astronomen Michael Kelley vid University of Maryland och huvudförfattare till studien.

 Med Webbs observationer av kometen Read kan vi nu visa att vattenis från det tidiga solsystemet bevarats i asteroidbältet, tillägger Kelley.

Kan inte de kometer som finns  i asteroidbältet istället fångats in på sin färd in mot solsystemet från sin utgångspunkt Ooorts kometmoln?

Den saknade koldioxiden var däremot en stor överraskning. Vanligtvis utgör koldioxid cirka 10 procent av det flyktiga materialet i en komet som lätt kan förångas av solens värme. Forskargruppen presenterar nu två möjliga förklaringar till bristen på koldioxid. En möjlighet är att Comet Read hade koldioxid när den bildades men har förlorat det på grund av temperaturskillnaden mellan hur kometer har det i det betydligt kallare Ooorts kometmoln och det något varmare asteroidbältet.

I asteroidbältet kan man anta att koldioxid förångas lättare än vattenis och avdunstar över årmiljarderna, enligt Kelley. Alternativt kan Comet Read ha bildats i en särskilt varm ficka av solsystemet där inget koldioxid var tillgängligt.

Nästa steg i forskningen bortom Comet Read är att se vad andra kometer i asteroidbältet består av, påtalar astronomen Heidi Hammel från Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), ledare för Webbs Guaranteed Time Observations for Solar System-objekt och medförfattare till studien.

Troligen är det mer än tillräckligt kallt i asteroidbältet för att kometer med sin is ska behållas intakt medan Oorts kometmolns kometer inte bara är tillräckligt kallt för att fruset vatten ska bestå utan även att koldioxid ska bestå i  kometer.

Bild vikipedia Kometen 238PRead tagen av rymdteleskopet James Webb den 8 september 2022

Webb fann vattenånga på en exoplanet eller dess sol, osäkert vilket.

 

Röda dvärgstjärnor är de vanligaste stjärnorna i universum och säkert har merparten av dessa egna planetsystem. Men för att exoplanet ska kunna ha liv vid en sol som en röd dvärgstjärna måste den ligga i en bana betydligt närmre  denna än jorden gör till vår sol. Röda dvärgstjärnor är betydligt mindre och svalare än vår sol. 

Men röda dvärgstjärnor är även aktiva särskilt de unga och har starka utbrott av ultraviolett strålning och röntgenstrålning vilket kan förstöra närliggande planeters atmosfär. Astronomer frågar sig om en stenig planet i närområdet av en röd dvärg kan behålla eller upprätta en atmosfär i en miljö som bombarderas emellanåt av röntgen och uv-strålning.

För att försöka svara på den frågan använde astronomer NASA: s James Webb Space Telescope för att studera en stenig exoplanet som betecknas GJ 486 b. Den finns för nära sin sol  GJ 486 för att vara inom den beboeliga zonen. Dess yttemperatur är cirka 430 grader Celsius. Men likväl visar observationer med Webbs Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) att kan  finnas vattenånga. Om vattenångan är associerad med planeten, skulle det indikera att den har en atmosfär trots sin brännande temperatur. Men vattenångan kan även utgå från stjärnan (solen) . Det är svårt att veta vilket.

Vattenånga har tidigare upptäcks på gasrika exoplaneter (gasjättar)  men hittills har ingen atmosfär säkert konstaterats på en stenig exoplanet. Teamet beskriver i detta fall att vattenångan kan komma från stjärnan och då från specifikt  svala stjärnfläckar, beskriver Sarah Moran vid University of Arizona i Tucson, huvudförfattare till studien vilken ska publiceras i The Astrophysical Journal Letters (kanske det är gjort nu).

Vattenånga i en atmosfär på en het stenig planet skulle däremot innebära ett stort genombrott i exoplanetvetenskapen. Men vi måste vara försiktiga och vara säkra på att stjärnan inte är den skyldige till vattenförekomsten, beskriver Kevin Stevenson vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland, huvudforskare i programmet.

GJ 486 b är cirka 30 % större än jorden och tre gånger så massiv vilket innebär att det är en stenig värld med starkare gravitation än jordens. Den kretsar i en bana kring GJ 486  en röd dvärgstjärna (sol) på knappt 1,5 jorddagar. Planeten antas vara låst i sin bana innebärande ha en permanent dagsida och en permanent nattsida. GJ 486 b passerar över sin sol sett från vår synvinkel. Om den har en atmosfär då den passerar över stjärnljus kan den filtreras genom dessa gaser och prägla fingeravtryck i ljuset som gör det möjligt för astronomer att avkoda dess sammansättning genom en teknik som kallas transmissionsspektroskopi.

Teamet observerade två transiteringar var och en varade ungefär en timme. De använde sedan tre olika metoder för att analysera insamlad data. Resultaten är konsekventa genom att de visar ett mestadels platt spektrum med en spännande ökning vid de kortaste infraröda våglängderna. Den mest troliga källan till detta  är vattenånga.

Medan vattenångan potentiellt kan indikera närvaron av en atmosfär på GJ 486 b, är en lika trolig förklaring vattenånga från stjärnan. Även i vår egen sol, kan vattenånga ibland existera i solfläckar och då dessa fläckar är betydligt svalare jämfört med stjärnans omgivande yta. GJ 486 b:s sol GJ 486 är även mycket svalare än vår sol så vattenånga i dess stjärnfläckar skulle kunna vara förklaringen och  men misstolkas som att det var från exoplaneten och en atmosfär  på denna.

Framtida Webb-observationer kan ge mer kunskap om detta solsystem. Ett kommande Webb-program kommer att använda Mid-Infrared Instrument (MIRI) för att observera planetens dagsida. Om planeten inte har någon atmosfär eller bara en tunn atmosfär förväntas den hetaste delen av dagsidan finnas direkt mot stjärnan. Men om den hetaste punkten förskjuts, skulle det indikera en atmosfär som kan cirkulera värme.

Man kan tänka sig att om planeten är låst med en evig dag och nattsida bör vattenångan om den finns här komma från nattsidan och cirkulera härifrån i atmosfären om denna finns och kunna upptäckas på nattsidan (eller skymningszonen) vilken är den sida som är riktad mot oss då planeten rundar sin sol.

I slutändan kommer observationer vid kortare infraröda våglängder med ett annat Webb-instrument, Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS), att behöva göras för att skilja på planetatmosfär och stjärnfläcksscenarier.

Bild vikipedia. Av en konstnärs intryck av en planet med två exomånar som kretsar i en röd dvärgs beboeliga zon.

Vatten i sanddynerna på Mars

 

Vatten kan vara mer utbrett på Mars än man tidigare trott utifrån  observationer i sanddyner på Mars från  Kinas rover.

Nyheten kom dagar efter att Zhurong rovern misslyckats vakna sedan den gick i viloläge för marsvintern för nästan ett år sedan.

Dess solpaneler är sannolikt täckta med damm vilket kväver strömkällan och möjligen hindrar rovern från att åter komma igång, säger Zhang Rongqiao, uppdragets chefsdesigner i ett uttalande.

Kanske en stark vind längre fram kan blåsa solpanelerna fria igen?

Innan Zhurong tystnade observerade rovern de saltrika sanddynerna med sprickor och skorpor som forskare ansåg sannolikt blandats med töande morgonfrost eller snö för kanske bara några hundra tusen år sedan.

De uppskattade datumintervallet till då sprickorna och sanddyner bildades på Mars i Utopia Planitia, en stor slätt på norra halvklotet någon gång mellan 1,4 miljoner till 400 000 år sedan eller ännu senare.

Förhållandena under den period liknar nutiden på Mars. Miljarder år tidigare flöt här floder och fanns det sjöar som sedan torkat upp.

Att studera strukturen och den kemiska sammansättningen av sanddyner på Mars kan ge insikter om "möjligheten till vattenaktivitet" under denna period skrev det Peking-baserade laget det i en studie publicerad i Science Advances.

Vi tror att det kan finnas en liten mängd ... inte mer än en film av vatten på ytan, beskriver medförfattaren Xiaoguang Qin från Institutet för geologi och geofysik.

Rovern upptäckte inte direkt något vatten i form av frost eller is. Men Qin sa att datorsimuleringar och observationer från andra rymdrovers på Mars indikerar att det även nuförtiden vid vissa tider på året kan vara förhållanden som är lämpliga för att vatten ska finnas. Det som är anmärkningsvärt med studien är hur unga sanddynerna är uttalar sig planetforskaren Frederic Schmidt vid University of Paris-Saclay det.

"Detta är helt klart en ny vetenskap för denna region", skev han i ett e-postmeddelande till https://phys.org/ (han var inte en medlem i forskningen).

Små fickor av vatten från tinande frost eller snö, blandat med salt, resulterade sannolikt i de små sprickorna, hårda knapriga ytor, lösa partiklar och sanddyner med fördjupningar och åsar, enligt de kinesiska forskarna. De uteslöt vind som orsak, liksom frost av koldioxid, vilket utgör huvuddelen av Mars atmosfär.

Mars frost har observerats sedan NASA: s 1970-tals Viking-uppdrag, men denna morgonfrost ansågs då förekomma endast på vissa platser under specifika förhållanden. 

Rovern har nu visat att det kan finnas en bredare spridning av denna process på Mars än vad som tidigare ansetts, enligt uttalande av  Trinity College Dublins Mary Bourke, expert på Mars geologi.

Bild flickr.com från södra halvklotet på Mars med en krater och sanddynfält.

Ny vattenkälla hittad på månen

 

Hur mycket vatten det finns på månen är viktigt att veta  vid planering av framtida månutforskningsuppdrag. Nu har en forskargrupp ledd av prof. HU Sen från Institute of Geology and Geophysics (IGG) vid Chinese Academy of Sciences (CAS) upptäckt slagglaspärlor innehållande vatten genom  Chang'e-5 (CE5) insamlade månjord. 

Analysen visar att dessa pärlor sannolikt visar på en vattenreservoar på månen som kommer från den dynamiska in- och utbrytningen av solvindsbildat vatten och är en del av månens ytvattencykel. Tidigare månuppdrag har bekräftat närvaron av fruset vatten på månen. Det mesta av månens yta har vatten även om mängden är mycket mindre än den på jorden.

Ytvattnet på månen visar dagliga cykler och förluster ut i rymden vilket indikerar att det bör finnas ett hydratiserat lager eller en reservoar nere i månjorden för att kunna upprätthålla retention, frisättning och påfyllning av vatten till månens yta. Tidigare studier av vatteninventering av fina mineralkorn i månjord, slagproducerade agglutinater,  vulkaniska bergarter och pyroklastiska glaspärlor har dock inte kunnat förklara retention, utsläpp och påfyllningen av vatten till månens yta (dvs. månens ytvattencykel). Nu först har man förstått att det bör finnas en ännu oidentifierad vattenreservoar i månjorden som har kapacitet att buffra på månens ytvattencykel.

Doktorand HE Huicun under ledning av prof. HU Sen, föreslog att slagglaspärlor, en allestädes närvarande komponent i månjorden med amorf natur som en potentiell kandidat för undersökning.

Hon karakteriserade systematiskt petrografin, huvudelementkompositionen, vattenmängden och väteisotopsammansättningen av slagglaspärlorna som returnerades av CE5-uppdraget i syfte att identifiera och karakterisera den saknade vattenreservoaren på månens yta.

CE5-slagglaspärlorna visade sig ha homogena kemiska kompositioner och släta exponerade ytor. De kännetecknas av en vattenmängd upp till cirka 2 000 ug.g-1, med extrema deuteriumutarmande egenskaper. Den negativa korrelationen mellan vattenförekomst och väteisotopsammansättning återspeglar att vattnet i CE5-slagglaspärlorna kommer från solvinden.

Forskarna analyserade också vattenmängden längs sex transekter i fem glaspärlor, som då visade hydratiseringsprofilerna för solvindsbaserat vatten. Vissa glaspärlor överlappades av en senare vattenavgasningshändelse. Slagglaspärlorna fungerade som en svamp för buffring av månens ytvattencykel. Forskarna uppskattar att mängden vatten som orsakas av slagglaspärlor till månjord varierar från 3,0 + 1011 kg till 2,7 + 1014 kg.

"Dessa fynd indikerar att slagglaspärlor på månens yta och andra atmosfärlösa kroppar i solsystemet kan lagra solvindsbaserat vatten och släppa ut det i rymden", säger professor HU.

Studien ovan var ett samarbete med Nanjing University, The Open University, The Natural History Museum, University of Manchester och University of Science and Technology of China.

Bild vikipedia på en vy av den roterande jorden och månens baksida när månen passerar på sin bana mellan den observerande DSCOVR-satelliten och jorden.

Astronomer undersökte vattnets ursprung på Jorden

 

Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA-teleskopet i Chile) har astronomer upptäckt vatten i gasform i den planetbildande skivan kring stjärnan V883 Orionis (som finns i riktning mot stjärnbilden Orion,1300 ljusår bort). Då vattnet här har ett kemiskt avtryck som visar att vattnet finns i ett stjärnbildande gasmoln en så kallad ackretionsskiva stödjer det teorin att vattnet på jorden är äldre än vår sol.

Vi kan därför anta ursprunget till vattnet i vårt solsystem till en tidpunkt före solens bildande” säger John J. Tobin, astronom vid National radio Astronomy Observatory i USA och huvudförfattare till den studie som har publicerats i dagarna i Nature.

När ett gas- och stoftmoln kollapsar bildas en stjärna i dess centrum och en skiva med kvarvarande material (mestadels i form av gas och damm)  finns sedan kvar runt stjärnan och kallas ackretionsskiva). Under loppet av några miljoner år kommer materialet i skivan bilda kometer, asteroider och även planeter. Tobin och hans forskarlag använde ALMA-teleskopet där Europeiska sydobservatoriet (ESO) är en partner vid upptäckten av vattnet och dess väg från stjärnbildande moln till planeter.

Vatten består vanligen av en syreatom och två väteatomer. Tobins forskarlag studerade här en tyngre variant av vatten där en av väteatomerna har ersatts med deuterium – en tung isotop av väte. Eftersom vanligt och tungt vatten bildas under olika förutsättningar kan deras relativa halt användas till att spåra när och var vatten har bildats. Exempelvis har vissa kometer i solsystemet en relativ halt som är lik vattnet på jorden något som då indikerar att kometerna kan ha fört vatten till jorden.

Vattnets resa från gasmoln till unga stjärnor har observerats tidigare men sammanhanget mellan unga stjärnor och kometer saknats. “V883 Orionis visar den saknade länken i detta fall” säger Tobin. “Sammansättningen av vattnet i skívan är mycket lik den hos kometer i vårt eget solsystem. Detta bekräftar teorin att vattnet i planetsystem bildades i den interstellära rymden för miljarder år sedan innan stjärnor bildats

Det mesta vatten i en planetbildande skiva består av is vilket försvårar studiet av dess egenskaper” säger medförfattaren Margot Leemker, doktorand vid Leidenobservatoriet i Nederländerna. Gasformigt vatten kan detekteras tack vare den  strålning som sänds ut av de roterande och vibrerande molekylerna, men detektionen är betydligt svårare när molekylerna är fastlåsta i is och deras rörelse då är begränsad. Gasformigt vatten finns i centrum av skivan där det är varmare på grund av närheten till stjärnan.  Men detta område skyms av skivans eget stoft och är dessutom för litet för att kunna ses med dagens teleskop.

V883 Orionis (stjärnan) visade sig dock i studien vara ovanligt het och för närvarande 200 gånger ljusstarkare än solen. Detta stora energiflöde som beror på ett pågående utbrott hos stjärnan värmer skivan “till en temperatur där vatten inte längre är i isform utan gasform (ånga) vilket gjorde det möjligt för oss att detektera det” förklarar Tobin.

Den svenske astronomen Magnus Persson forskade vid Onsala rymdobservatorium vid Chalmers tekniska högskola och en av de som deltog i forskningsprojektet sa att "Det har tagit lång tid att få de här resultaten. Det var lite mer än sex år sedan vi kläckte idén till projektet, och ihärdighet har nu gett resultat. Jätteroligt och häftigt att äntligen kunna lägga ytterligare en pusselbit till förståelsen av vattnets väg från kalla gas- och stoftmoln till kometer och slutligen ytan på planeter."

Tack vare ALMA:s höga känslighet och möjlighet att upplösa små detaljer kunde de både detektera vattnet och mäta dess sammansättning spektralt. Men också kartlägga dess fördelning i skivan. Från observationerna drogs slutsatsen att skivan innehåller minst 1200 gånger mer vatten än i jordens alla oceaner tillsammans.

I framtiden hoppas astronomer kunna studera systemet närmare med ESO:s kommande Extremely Large Telescope (ELT) och dess första generations-instrument METIS som blir känsligt för infraröda våglängder. METIS kommer att kunna studera gasfasen i denna typ av skivor och stärka länken mellan vattnet i stjärnbildande moln och planetsystem. “Detta kommer att ge oss en mer komplett bild av is och gas i planetbildande skivor” säger Leemker i ett uttalande.

Forskningsresultaten presenterades i artikeln “Deuterium-enriched water ties planet-forming disks to comets and protostars” (doi: 10.1038/s41586-022-05676-z) i tidskriften Nature.

Bild rawpixel.com

En hop av små vattenrika asteroider har upptäckts

 

Nya astronomiska mätningar inom det infraröda fältet har lett till upptäckten av en hittills okänd klass av asteroider. Det var en internationell forskargrupp bestående av geovetare från Heidelbergs universitet som upptäckte och karaktäriserade dessa tidigare okända små asteroider med hjälp av infraröd spektroskopi. De finns i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter och är – i likhet med dvärgplaneten Ceres  rika på vatten. 

Enligt datasimulering rörde sig dessa asteroider genom   komplexa dynamiska processer  från de yttre regionerna i vårt solsystem (kuiperbältet bortanför Neptunus åsyftas) till asteroidbältet strax efter att  de bildats vid själva solsystemets bildning.

Med en ekvator diameter på cirka 900 kilometer är dvärgplaneten Ceres det största objektet i asteroidbältet. Många andra dvärgplaneter och asteroider finns i denna region. Man beräknar att här finns ca 60000 objekt.

- Det är resterna av material från vilka planeterna i vårt solsystem skapades för fyra och en halv miljard år sedan. I dessa asteroider och dvärgplaneter och fragment av meteoriter finns många reliker som pekar direkt på processen vid planetbildning, förklarar professor Dr Mario Trieloff från Institute of Earth Sciences vid Heidelberg University.

Den aktuella studien visar att dessa små astronomiska objekt härstammar från alla regioner i det tidiga solsystemet. Med hjälp av små kroppar från det yttre av solsystemet (kuiperbältet där isiga objekt som kometer även finns) kunde vatten ha nått den fortfarande växande jorden i form av vattenrika asteroider. Då  planeterna i det inre av solsystemet tenderade att vara torra kom vatten till en del från dessa asteroider utifrån  enligt professor Trieloff, som ledde forskargruppen inom Geologi och kosmologi. 

Men varför finns eller hade det bildats vatten i dessa asteroider är en fråga. Kan det ha med kometblocken att göra? Men det förklarar inte mängden av vatten. Väte var vanligt i universums början  och är men syre var inte lika vanligt i början men ökade efterhand i universum.

Det nya infraröda spektrat uppmätt av Dr Driss Takir vid NASA:s teleskopanläggning vid Mauna Kea-observatoriet på Hawaii (USA) säger han. "Dessa astronomiska mätningar möjliggjorde identifiering av Ceres  och liknande asteroider med en diameter så liten som ner till 100 kilometer som finns i ett begränsat område mellan Mars och Jupiter nära Ceres omloppsbana", förklarar Dr Takir, astrofysiker vid NASA Johnson Space Center och huvudförfattare till studien. Samtidigt stöder dessa infraröda spektra slutsatserna om kropparnas kemiska och mineralogiska sammansättning. Precis som Ceres finns det mineraler på ytan på de upptäckta asteroiderna som härstammar från en interaktion med flytande vatten. 

Hör Ceres och dessa asteroider på något sätt samman och har samma ursprung?

Dessa små astronomiska objekt är ganska porösa. Hög porositet är ännu en egenskap som delas med dvärgplaneten Ceres. "Strax efter bildandet av asteroiderna var temperaturen inte tillräckligt hög för att omvandla dem till en kompakt bergstruktur; de behöll den porösa och primitiva karaktären som är typisk för de yttre isplaneterna som finns långt från solen," förklarar Dr Wladimir Neumann, medlem i prof. Trieloffs team. Neumann var ansvarig för datorsimuleringen av  termisk utveckling av de småobjekten. 

Vi ska komma ihåg att alla asteroider i asteroidbältet inte är vattenrika utan detta är en ny klass av asteroider som upptäckts där.

Egenskaperna hos dessa Ceres-liknande objekt och deras närvaro i en relativt smal zon av det yttre av asteroidbältet tyder på att dessa kroppar först bildades i ett kallt område vid kanten av vårt solsystem. Gravitationsstörningar i banorna på stora planeter som Jupiter och Saturnus  så kallat "jätteplanetinstabilitet" - förändrade banan för dessa asteroider så att objekten  tog kurs mot dagens asteroidbälte och genom gravitation en från detta fastna i bana här. 

Men då alla hamnat som jag förstår i samma område bör de tagit kurs dit i en större grupp och samtidigt. 

Resultaten publicerades i tidskriften "Nature Astronomy". Forskare från Frankrike och USA bidrog till forskningen, som finansierades av den tyska forskningsstiftelsen och Klaus Tschira Foundation.

Bild vikipedia på asteroidbältet som finns mellan Mars och Jupiter. Bland dessa tusentals asteroider finns ovanstående klass av asteroider.