En meteorit från Mars inre kan ändra synen på hur planeter bildas

 

I en ny studie av en meteorit motsäger resultatet den nuvarande teorin om hur steniga planeter som jorden och Mars förvärvat gaser som väte, kol, syre, kväve och ädelgaser då de bildades. Rapporten publicerades 16 juni i Science. Arbetet gjordes av Péron postdoktor vid ETH Zürich, Schweiz som arbetar tillsammans med professor Sujoy Mukhopadhyay vid Department of Earth and Planetary Sciences vid University of California, Davis. Deras  ger arbete ger nya infallsvinklar till vidare forskning om ämnet.

Ett grundläggande antagande om planetbildning är att det börjar ned att planeter  samlar in gaser från ackretionsskivan runt en ung stjärna, säger Sandrine Péron postdoktoral forskare

Då planeter har uppkommit ur smält sten upplöses dess element initialt i magmahavet och blir åter gas i atmosfären. Därefter levererar kondrit meteoriter (Kondriter är stenmeteoriter som inte förändrats genom nedsmältning eller planetär differentiering av sin ursprungliga materia. De bildades när olika typer av damm och små korn som fanns i det tidiga solsystemet aggregerades till primitiva asteroider) vilka kraschar in i den unga planeten än mer flyktigt material.

Forskare förväntar sig att flyktiga element i planetens inre bör återspegla ackreationskivans sammansättning eller en blandning av denna och flyktiga ämnen från meteorer medan flyktiga ämnen i atmosfären mestadels kommer från meteoriter. Dessa två källor - skiva kontra meteor - kan särskiljas ur förhållandena mellan isotoper av ädelgaser speciellt krypton.

Mars är av intresse eftersom Mars bildades relativt snabbt. Planeten stelnade cirka 4 miljoner år efter solsystemets bildande medan jorden tog 50 till 100 miljoner år för att bildas.

En del meteoriter kommer till jorden från Mars. De flesta av dessa kommer från sten från Mars som utsatts för Mars atmosfär. Chassigny-meteoriten, som föll till jorden i nordöstra Frankrike 1815 är en sällsynt och ovanlig meteorit eftersom den tros innehålla samma slags stenmaterial som Mars inre består av.

Genom extremt noggranna mätningar av små mängder kryptonisotoper i prov av meteoriten med hjälp av en ny metod som upprättats vid UC Davis Noble Gas Laboratory kunde forskarna härleda till detta ursprung.

På grund av meteoritens låga överflöd är kryptonisotoper var det utmanande att mäta", säger Péron.

Överraskande nog motsvarar kryptonisotoperna i meteoriten det som härrör från meteoriter, inte ackretionsskivan då solen bildats. Det betyder att meteoriter levererade flyktiga element till den bildande planeten mycket tidigare än man tidigare trott.

"Mars inre sammansättning av krypton är nästan helt bestående av kondritiska meteoriter, men atmosfären är från ackretionskivan", säger Péron. "Det är väldigt distinkt."

Resultaten visar att Mars atmosfär inte innehåller meteoriska isotoper, vilket innebär att den inte kan ha bildats enbart genom gaser från manteln. Planeten måste ha förvärvat gas från ackretionsskivan efter att magmahavet svalnat.

De nya resultaten tyder på att Mars tillväxt slutfördes innan solens strålning skingrade ackretionsskivan. Men bestrålningen borde då också ha blåst av gas från ackretionsskivan ner i Mars men spår av detta finns inte vilket tyder på att atmosfärisk krypton på något sätt måste ha bevarats, eventuellt fångat under jord eller i polaris.

"Det kräver att Mars har varit kall i omedelbar efterdyning av dess ackretion", sa Mukhopadhyay. "Vår studie pekar tydligt på kondritiska  gaser i Mars inre något som väcker några intressanta frågor om ursprunget och sammansättningen av Mars tidiga atmosfär."

Det innebär att teorin om att Mars bildades relativt snabbt i förhållande till Jorden kan stämma (min anm.). Men varför är en annan fråga som vi kan ställa oss. En annan är om planeterna i solsystemet bildades olika fort. Miljoner år mellan bildandet är mycket.

Bild flickr.com ett självporträtt av NASA:s Curiosity-rover taget 15 juni 2018. En dammstorm från Mars har minskat solljuset och sikten vid roverns plats i Gale Crater publicerad av NASA.

De blå bubblorna visade sig vara ett nytt slag av stjärnsystem

 

Astronomer vid University of Arizona har identifierat fem exempel på en ny klass av stjärnsamling. De hör inte till något galaxsystem eller är själva en galax utan existerar isolerat därute.

Dessa stjärnsamlingar innehåller enbart unga blå stjärnor fördelade i ett oregelbundet mönster i isolering från alla närmast liggande galaxer.

Astronomer säger att de ses som blå bubblor i ett teleskop och har en storlek som en dvärggalax. De finns i riktning mot Jungfruns stjärnbild. De handlar om fem system alla separerade från närmast liggande galaxer med som mest över 300000 ljusår.

Astronomerna fann dessa tidigare okända stjärnsystem efter att en annan forskargrupp, ledd av Elizabeth Adams vid Netherlands Institute for Radio Astronomy, sammanställt en katalog över närliggande gasmoln vilka ofta är plasterna för ny stjärn- och galaxbildning. Då den katalogen publicerades började flera forskargrupper inklusive en ledd från UArizona av docent astronomiprofessor David Sand söka efter stjärnor som kunde associeras till dessa gasmoln.

Gasmolnen ansågs höra samman med vintergatan och de flesta av gasmolnen gör förmodligen det. Men när den första samlingen av stjärnor, kallad SECCO1, upptäcktes insåg astronomer att det inte alls fanns i eller nära Vintergatan, utan snarare i Jungfruns stjärnhop som ligger mycket långt bort från Vintergatan men likväl kan ses som nära i astronomiska mått mätt.

 Teamet upptäckte sina observationer från Hubble Space Telescope, Very Large Array-teleskopet i New Mexico och Very Large Telescope i Chile. Studiens medförfattare Michele Bellazzini, vid Istituto Nazionale di Astrofisica i Italien, ledde analysen av data från Very Large Telescope och har lämnat in en kompletterande rapport med fokus på dessa data.

Tillsammans upptäckte teamet att de flesta stjärnorna i varje system är mycket blå och mycket unga och  innehåller mycket lite atomär vätgas. Detta är en viktig upptäckt eftersom stjärnbildning börjar med atomär vätgas, som så småningom utvecklas till täta moln av molekylär vätgas innan stjärnbildning kan börja.

"Vi observerade att de flesta av systemen (vi talar om de blå stjärnsystemen) saknar molekylär gas. Men det betyder inte att det inte finns molekylär gas där", säger Jones. "Faktum är att det måste finnas någon eftersom här fortfarande ses  stjärnor under bildning. Förekomsten av mestadels unga stjärnor och mycket lite gas visar att dessa system nyligen måste ha förlorat sin gas.

Kombinationen av blå stjärnor och brist på gas var oväntad liksom bristen på äldre stjärnor i systemen. De flesta galaxer har även äldre röda stjärnor.

"Stjärnor som bildas röda har lägre massa och existerar därför längre än blå stjärnor, Blå stjärnor gör snabbt av med sitt bränsle och slocknar unga därför är röda stjärnor vanligtvis de sista som lever kvar", säger Jones. "I dessa blå stjärnhopar finns inte gas för ytterligare stjärnbildning. De blå stjärnorna är som en oas i ett livlöst och stilla område där nu inget sker."

Det faktum att dessa nya stjärnsystem är rikliga på metaller antyder dock på hur de kan ha bildats.

"Metaller ett element tyngre än helium", sa Jones. "Detta berättar för oss att dessa stjärnsystem bildades av gas kommer från en stor galax då metaller byggs upp av många upprepade episoder av stjärnbildning och detta sker bara i en stor galax."

Det finns två huvudsakliga sätt att avlägsna gas från en galax. Det första är tidvattenstrippning, som inträffar när två stora galaxer passerar varandra och gravitationen sliter bort gas och stjärnor.

Den andra är det som kallas ram pressure stripping. En relativt svår händelse att förklara på svenska (har själv svårt att förstå den). Se istället denna förklaring 

Teamet föredrar förklaringen  ram pressure stripping eftersom de blå bubblorna är så isolerade som de är vilket visar att de måste rört sig mycket snabbt och hastigheten på tidvattenstrippning är låg jämfört med ram pressure stripping.

Bild pxhere.com. Ett mystiskt universum i en svårförklarad verklighet vi hela tiden försöker förstå tolkar jag in i denna bild.

Vid dvärgstjärnan HD 260655 finns några intressanta planeter

 

Astronomer vid MIT (Massachusetts Institute of Technology) med flera har upptäckt ett nytt multiplanetsystem inom vårt galaktiska närområde cirka 33 ljusår, från jorden, vilket gör det till ett av de närmaste kända multiplanetsystemen till vårt eget solsystem.

I centrum finns en liten och sval M-dvärgstjärna med beteckningen HD 260655 vilken  är sol till minst två jordstora planeter. De steniga världarna är sannolikt inte beboeliga då deras banor är relativt snäva och finns nära sin sol vilket utsätter planeterna för temperaturer  för höga för att flytande vatten ska finnas på dess ytor.

Forskare är likväl intresserade av detta solsystem då närheten och ljusstyrkans svaghet hos HD 260655 ger en möjlighet till närmare titt på planeternas egenskaper och vilken dess troliga atmosfär består av.

Båda planeterna i detta system anses var och en därför vara bra mål för atmosfärstudier av exoplaneter säger Michelle Kunimoto, postdoktor vid MIT: s Kavli-institut för astrofysik och rymdforskning och en av upptäcktens ledande forskare. "Finns det en flyktig rik atmosfär runt dessa planeter? Och finns det tecken på vatten eller kolbaserade arter? frågar sig forskarna.

Forskarteamet har i dagarna presenterat sin upptäckt av planetsystemet vid ett möte i American Astronomical Society i Pasadena, Kalifornien. Teammedlemmar av MIT inkluderar Katharine Hesse, George Ricker, Sara Seager, Avi Shporer, Roland Vanderspek och Joel Villaseñor, tillsammans med medarbetare från institutioner runt om i världen.  Det upptäckta planetsystemet identifierades ursprungligen av NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ett MIT-lett uppdrag som utformat till att observera de närmaste och ljusaste stjärnorna för att upptäcka periodiska nedgångar i ljus som kan bero på en förbipasserande planets närvaro.

Bild vikipedia som visar storleksförhållande klassmässigt mellan stjärnor. Ovan HD 260 655 är klassad som en M stjärna. Vår sol är klassad som G.

De våldsamma rörelserna vid den vita dvärgstjärnan G238-44

 

En stjärnas sista tid har våldsamt stört dess planetsystem då denna vita dvärgstjärna drar till sig skräp från både planetsystemets inre och yttre räckvidd. Detta är första gången astronomer observerat hur en vit dvärgstjärna förbrukar både stenigt, metalliskt och isigt material i sitt närområde. Det dessa planeter innehåller.

Det är i arkivdata från NASAs Hubble Space Telescope med flera NASA-observatorier som man hittade denna händelse. Resultaten hjälper nu till att beskriva den våldsamma naturen hos utvecklade planetsystem. Dess sista tid och dennas och planetsystemets  förändring.

Resultaten bygger på en analys av material som fångats upp av den närliggande vita dvärgstjärnan G238-44. Denna finns 86 ljusår bort från oss den är återstoden efter en sol som vår efter att denna kastat från sig sitt yttre lager och kärnfusionen stannat av genom bränslebrist.

 "Vi har aldrig sett detta slag av skräp dras in mot en vit dvärg samtidigt", säger Ted Johnson, ledande forskare och nyligen University of California, Los Angeles (UCLA) kandidatexamen. "Genom att studera vita dvärgar hoppas vi få en bättre förståelse för planetsystem som fortfarande är intakta."

Resultaten är också spännande eftersom små isiga föremål kan ha kraschat in i och "bevattnat" torra, steniga planeter i vårt solsystems tidiga historia. För miljarder år sedan tros kometer och asteroider ha levererat vatten till jorden något som gav de förutsättningar som krävs för livet som vi känner det. säger Johnson. Kan ovan då vara vattentillkomsten?

"Livet som vi känner det kräver en stenig planet täckt med en mängd olika element som kol, kväve och syre", säger Benjamin Zuckerman, UCLA-professor och dennes medförfattare. "Överflödet av de element vi ser på denna vita dvärg verkar kräva både en stenig och en porös avsändarkropp. Det är första exemplet vi har hittat i studier av hundratals vita dvärgar."

Teorier om planetsystems utveckling i sin sista fas beskriver övergången mellan en röd jättestjärna och vita dvärgslutfasen som en kaotisk process. Stjärnan förlorar snabbt sina yttre lager och planeternas banor förändras dramatiskt. Små objekt, som asteroider och dvärgplaneter nära jätteplaneter dras in mot stjärnans vita dvärgstadium (då den här av dess otroliga densitet har en stark gravitationskraft). Studien bekräftar omfattningen av denna våldsamma kaotiska fas och visar att stjärnan inom 100 miljoner år efter början av sin vita dvärgfas samtidigt kan fånga och konsumera material från ett asteroidbälte.

När en stjärna som vår sol expanderar till en uppblåst röd jätte i sista fasen av sin tid kommer den att kasta av sig massa genom att puffa av sina yttre lager. En konsekvens av detta kan vara gravitationsspridning av små föremål som asteroider, kometer och månar till alla återstående stora planeter. Som flipperspel i ett arkadspel kan de överlevande föremålen kastas ut i mycket excentriska banor.

Efter den röda jättefasen är den vita dvärgstjärnan som finns kvar kompakt – inte större än jorden. De kroppar planeter som är kvar hamnar mycket nära stjärnans kraftfulla tidvattenkrafter som sliter isär dem, vilket skapar en gasformig och dammig skiva som så småningom faller ner mot den vita dvärgens yta, "förklarade Johnson.

Forskarna tittar på det ultimata scenariot för solens utveckling, 5 miljarder år från nu. Jorden kan vara helt förångad tillsammans med de inre planeterna. Men banorna för många av asteroiderna i asteroidbältet kommer att störas gravitationellt av Jupiter och kommer så småningom att falla ner på den vita dvärgen som den återstående solen då är.

I över två år har forskargruppen vid UCLA, University of California, San Diego och Kiel University i Tyskland arbetat med att lösa detta mysterium genom att analysera de element som upptäckts på den vita dvärgstjärnan katalogiserad som G238-44. Deras analys inkluderar data från NASAs pensionerade Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE), Keck Observatory's High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) på Hawaii och Hubble Space Telescope's Cosmic Origins Spectrograph (COS) och Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS).

Teamets resultat presenterades vid en presskonferens för American Astronomical Society (AAS) onsdagen den 15 juni 2022.

Bild från https://hubblesite.org/ vilken visar en vit dvärgstjärna som suger bort skräp från föremål i ett planetsystem. Hubbleteleskopet upptäcker den spektrala signaturen hos det förångade skräpet som avslöjade en kombination av stenigt metalliskt och isigt material, ingredienserna i planeter.

Kinas månlandare hittade vatten på månen

Prover från månens Oceanus Procellarum det största så kallade havet på månen och en gammal basalt lavaslätt vars namn översätts till "Ocean of Storms", har visat sig innehålla vatten.

Kinas månlandare Chang'E-5 levererade den första definitiva bekräftelsen om detta i realtid på plats av vatten i basaltens sten och material via spektralanalys ombord på Chang'E-5 under 2020. Fyndet bekräftades genom laboratorieanalys av de prover som landaren returnerade 2021. Nu har Chang'E-5-teamet även insett var vattnet kom från.

Forskarna publicerade sina resultat den 14 juni i Nature Communications.

"För första gången  användes resultaten av laboratorieanalys av månreturprover och spektraldata från in-situ-undersökning av månytan tillsammans för sysftet att undersöka närvaron, formen och mängden av" vatten "i ett månprov", säger medförfattare LI Chunlai från National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC). "Resultaten visar exakt egenskap och vattenkälla i Chang'E-5-landningszon och ger en grund för tolkning och uppskattning av vatten i framtida fjärranalysundersökningsdata."

Chang'E-5 observerade däremot som väntat inga månfloder eller källor; snarare identifierades genomsnitt 30 hydroxyldelar per miljon av vatten i sten och mineral på månens yta. Molekyler bestående av en syreatom och en väteatom är huvudingrediensen till vatten liksom det vanligaste resultatet av vattenmolekyler som kemiskt reagerar med annan materia.

(Min undran är likväl hur man kan vara säker på det (min anm.) då det som hittats är en väte och en syreatom som jag förstår i förening. Vatten innehåller en syreatom och två väteatomer vad säger att detta finns. Ja kanske genom frosten på polerna men annars vet jag inte.)

Trots att det representerar vad LI kallade den "svaga änden av månens hydratiseringsfunktioner" är hydroxyl samma tecken som vad rök är till eldbevis.

Proverna samlades in under den hetaste delen av månens dag, vid temperaturer nära 93 C då ytan är som torrast. Tidpunkten sammanfaller också med svag solvind vilket kan bidra till hydrering vid tillräckligt hög effekt. "Detta överskott av hydroxyl är inhemskt och visar närvaron av månens ursprungliga vatten i  Chang'E-5 månprover och att vatten spelade en viktig roll i bildandet och kristalliseringen av månbasaltisk magma", sa LI och hänvisade till sammansättningen av Chang'E-5 landningsplats i stobasalten i Oceanus Procellarum. – Genom att undersöka månvatten och dess källa lär vi oss mer om bildandet och utvecklingen inte bara av månen utan också solsystemet. Dessutom förväntas månvatten ge stöd till framtida mänskliga månresurser på plats.

Forskarna planerar efterföljande månutforskningar med Chang'E-5: s efterträdare, Chang'E-6 och Chang'E-7. Enligt LI kommer de att fortsätta forska på månvatten via fjärranalys, detektering på plats och laboratorieanalys för att bättre förstå källan till vattnet distributionen och den tidsmässiga variationen av månvatten, inklusive polaris.

Bild vikimedia på den kinesiska månlandaren 

Ensamma stjärnor kan röra sig dolt i gasmolnen

 

L483 är ett gasmoln 650 ljusår bort där stjärnor bildas just nu. Ett helt ordinärt gasmoln trodde man. Men då ett team av astrofysiker vid Northwestern University i USA zoomade in närmare och närmare på gasmolnet såg det konstigare och konstigare ut.  Forskarna märkte att magnetfältet här var märkligt vridet. Då de därefter undersökte en ny stjärna i molnet upptäckte de en dold stjärna bakom den upptäckta.

 "Det är stjärnans syskon", säger Northwesterns Erin Cox som ledde studien. "Vi tror att dessa två stjärnor bildades långt ifrån varandra och att den ena därefter rörde sig närmare den andra vilket resulterade i ett  dubbelstjärnsystem. Något som gjorde att den stjärna som närmade sig den andra då förändrade dynamiken i molnet och en vridning skedde i magnetfältet i molnet.

Fyndet ger därmed insikt i dubbelstjärnebildning och hur magnetfält påverkas under de tidigaste stadierna i utvecklingen av stjärnor och rörelser.

Cox presenterade forskningen vid det 240: e mötet i American Astronomical Society (AAS) i Pasadena, Kalifornien. Titel "The Twisted Magnetic Field of L483" tisdagen den 14 juni som en del av en session om "Magnetfält och galaxer". Astrophysical Journal kommer därefter att publicera studien. Cox är postdoktor vid Northwestern Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA).

Även om fler observationer behövs tror Cox att den tidigare dolda stjärnan kan vara anledningen till det vridna magnetfältet i gasmolnet. Upptäckten gjordes med hjälp av det mobila  SOFIA teleskopet (finns i ett flygplan) astrofysikteamet upptäckte den icke dolda stjärnan som just nu bildas inuti gasmolnet L483. Där vid närmare undersökning med radioteleskop vid Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile gjorde att forskarna fick syn på den under rörelse dolda andra stjärnan i gashöljet. 

"Båda stjärnorna är fortfarande unga och inte färdigbildade", säger Cox. "Gashöljet är det som levererar materialet för att bilda stjärnorna. Bildandet kan liknas vid att rulla en snöboll i snö för att göra den större och större.  Dessa unga stjärnor 'rullar' i material  och bygger då upp sin massa."

De finns på ungefär samma avstånd från varandra som vår sol gör till Pluto vilket gör att de är ett binärt system. För närvarande är astrofysiker överens om att binärer kan bildas när stjärnbildande moln är tillräckligt stora för att producera två stjärnor eller när skivan som roterar runt en ung stjärna delvis kollapsar och detta resulterar i bildandet av en andra stjärna.

Men för tvillingstjärnorna i L483 misstänker Cox att något ovanligt sker här.

"Det finns nya teorier som tyder på att det är möjligt att två stjärnor som bildas långt ifrån varandra resulterar i att den ena sedan rör sig mot den andra vilket resulterar i att en dubbelstjärna bildas", säger Cox. – Vi tror att det händer här. Vi vet inte varför en stjärna skulle röra sig mot en annan, men vi tror att den rörliga stjärnans dynamik är anledningen till förändring av magnetfältet i gasmolnet. Men varför detta sker vet man som sagt inte (min anm.).

Cox tror att detta nya arbete i slutändan kan ge nya insikter om hur binära stjärnor (dubbelstjärnor) och planeterna  bildas.

Bild från https://www.eurekalert.org/multimedia/937470 på protostjärna i gasmolnet L483.

Ensamma osynliga svarta hål svävar därute mellan stjärnorna

 

Astronomer uppskattar att det finns ca 100 miljoner svarta hål finns bland stjärnorna i vår Vintergata (obs handlar då inte om svarta hål mellan stjärnorna som vandrar runt) . Men det har nu slutgiltigt identifierats ett isolerat ensamt svart hål.

Efter sex år av noggranna observationer har nu NASA: s Hubble Space Telescope för första gången fått direkt bevis för ett ensamt svart hål som driver i det interstellära utrymmet. Hittills har alla svarta håls massor härletts ur statistiskt material eller genom interaktioner i binära system eller i galaxers kärnor. Svarta hål med stjärnmassa finns ofta tillsammans med en följeslagare (i ett dubbelstjärnsystem) vilket gör den nu upptäckta som ovanlig då den är ensam och inte kan härledas till ett planetsystem.

Det nyligen upptäckta vandrande svarta hålet ligger cirka 5 000 ljusår bort i en av galaxens spiralarmar i riktning mot stjärnbilden Carina-Skytten. Upptäckten får astronomer statistiskt att misstänka att det  närmaste isolerade (ensamma) svarta hålet  till jorden kan finnas enbart 80 ljusår bort. Den närmaste stjärnan till vårt solsystem, Proxima Centauri, ligger drygt 4 ljusår bort.

 

Svarta hål som strövar omkring i vår galax är rester från sällsynta, stora stjärnor som fått slut på bränslet och nu är minst 20 gånger mer massiva än vår sol.

 Dessa stjärnor har exploderat som supernovor och den kvarvarande kärnan krossas av gravitation till ett svart hål. Eftersom självdetonationen inte är helt symmetrisk kan det svarta hålet få en spark och börja röra sig genom galaxen mellan stjärnorna likt en avfyrad kanonkula.

Teleskop kan inte fotografera ett svart hål eftersom dessa inte avger något ljus. Men ett svart hål förvränger rymden i dess närhet det avböjer och förstärker stjärnljus från allt som tillfälligt ligger exakt bakom det (effekt av gravitation ljus dras mot ett svart hål men avger själv inget) .

Markbaserade teleskop, som övervakar ljusstyrkan hos miljontals stjärnor i de rika stjärnfälten mot vintergatans centrala utbuktning letar efter dessa effekter av ett massiva objekt passerande mellan oss och en stjärna.

Två team använde i detta fall Hubble-data i sina undersökningar under ledning av Kailash Sahu från Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland; och Casey Lam vid University of California, Berkeley. Lagens resultat skiljer sig åt något. Men båda resultaten tyder på närvaron av ett kompakt objekt tolkat som ett svart håls existens därute.

Bild flickr.com Alla bör tänka över vad som kan finnas däruppe i tid och rum. En funderarbänk passar bra att sitta och  fundera på.