Snöfall under istäcket på månen Europa

 

Europa är Jupiters fjärde måne i storleksordning. Den är täckt av is. Under detta flera mil tjocka istäcke tror man det finns ett flytande hav av vatten. Jupiters starka magnetfält och den vulkaniska aktiviteten under Europas yta kan ge värme till havet och det gör att det eventuellt kan finnas primitiva livsformer här.

Under den tjocka globala isytans globala hav faller snö uppåt mot inverterade istoppar och nedsänkta raviner i undersidan av isen . Denna form av undervattenssnöfall är känt och förekommer under ishyllorna på jorden också. Ett skeende har betydelse för uppbyggnaden av isen både här på jorden och på månenEuropa.

Undervattenssnö är mycket renare än andra typer av snö då snöfallet sker under isen och inte påverkas av partiklar i en atmosfär . Det betyder att Europas istäcke kan vara mycket mindre salthaltigt än man tidigare trott utifrån antagandet att havet under isen är salt (dock vet man inte salthalten i havet). Det är viktig information att få för uppdragsforskare som förbereder NASA: s rymdfarkost Europa Clipper  som kommer att använda radar för att skanna under istäcke för att undersöka om Europas hav kan vara möjligt för eller innehålla livsformer. Den nya informationen att salthalten i havet kan vara låg eller ingen alls är viktig eftersom salt som fångats i isen kan påverka  hur djupt radarn kan att se ner genom isen. Att kunna förutsäga vad isen består av hjälper forskare att förstå den data som samlas in.

Den nya studien som utformades från University of Texas i Austin, varifrån även ledningen finns till utvecklingen av Europa Clippers isgenomträngande radarinstrument.  Studien publicerades i augustiutgåvan av tidskriften Astrobiology.

"När vi utforskar Europa är vi intresserade av salthalten och sammansättningen av havet då det är en av de saker som kommer att bestämma dess potentiella former av liv där kan finnas", säger studiens huvudförfattare Natalie Wolfenbarger, doktorandforskare vid University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) i UT Jackson School of Geosciences.

Månen Europa är en stenig värld under det globala havet. Den  är av ungefär samma storlek som vår måne (se bild ovan). Enligt tidigare forskning visar det sig att temperaturen, trycket och salthalten i Europas hav närmast isen liknar vad du skulle hitta under en ishylla på Antarktis. Med vetskap om detta undersöktes i den aktuella forskningen de två distinkta processer genom vilka vatten fryser under ishyllor: kongelationsis och frazilis. Kongelationsis växer till direkt under ishyllan. Frazilis bildas som isflingor i iskallt havsvatten som flyter uppåt som snöfall genom vattnet och lägger sig på ishyllans botten (isens nedre kant sett från månens yta).

Båda sätten ger is som är mindre salt än havsvatten på jorden. När man analyserade utifrån storleken på isen och åldern på Europas is fann Wolfenbarger att isen kan vara ännu mindre salt än man tidigare ansett. Enligt hennes beräkningar kan dessutom frazilis  innehålla endast en liten del av saltet i havsvattnet i övrigt  och vara mycket vanligt på Europa. Det kan betyda att Europas isskal kan ha mindre salyhalt än man tidigare ansett. Denna skillnad påverkar allt från dess styrka till hur värme rör sig genom den  krafter som kan driva en slags is-tektonik (rörelser i isen). 

"Studien öppnar en helt nya möjligheter att tänka på då det handlar om havsvärldar och hur de fungerar", säger Steve Vance, forskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory (JPL) vilken dock inte var inblandad i studien. "Det lägger grunden till hur vi bör förbereda Europa Clippers uppdrag  av att analysera av isen."

Enligt medförfattaren Donald Blankenship är forskningen en validering av att använda jorden som modell för att förstå månen Europas isvärld. Blankenship är senior forskare vid UTIG och huvudutredare för utformning Europa Clippers isgenomträngande radarinstrument.

Kan det finnas liv i månen Europas hav även om det består av enbart sötvatten (min anm)? Ja enkla former av liv kan det likväl finnas. Men i saltvatten kan det finnas mer avancerat liv och fler livsformer.

Bild vikipedia av Storleksjämförelse mellan månen Europa (längst ner till vänster), jordens måne (uppe till vänster) och jorden (fotomontage)

Vad kom först och varifrån och varför? Frågor som BigBang inte har svaret på.

 

I en ny forskning belyses ett oroande problem med begreppet och teorin om ett cykliskt universum. Teorin som innebär ett evigt alternerande av perioder av snabb expansion och sammandragning det så kallade "studsande universum".

Universummodeller som tyder på att kosmos inte har någon början, vilket eliminerar behovet av en oroande singularitet före den första perioden av snabb inflation av det vi kallar Big Bang som måste till men inte kan förklaras (singularitet) för att beskriva tidens och rummets början. 

Forskare vid University at Buffalo säger att i teorin om ett studsande universum har man försökt hantera problemet med entropi  måttet på oanvändbar energi i universum, som bara kan öka teorier vilka är problematiska då de har ett problem som har varit svårt att ta till sig då dessa  modeller av oändlig inflation och sammandragning likväl måste ha en första början.

"Människor föreslog studsande universum för att göra universum oändligt in i det förflutna men denna modell fungerar inte", säger fysikern Will Kinney vid University of Buffalo i ett uttalande. "I den här typen av modell, som tar itu med problemet med entropi och att universum har cykler, måste det likväl finnas en början."

Den i dag ledande teorin om universums ursprung är däremot den så kallade "kosmisk inflationteorin". Denna innebär att innan tiden fanns var all energi i kosmos i en singularitet - en oändlig dimensionslös punkt som inte kan beskrivas av fysikens lagar.

Denna punkt slutade med en period av snabb inflation i form av Big Bang där universum expanderade (en expansion som sedan dess ökat över tid)  och svalnade vilket möjliggjorde bildandet av materia - först väteatomer, sedan tyngre element och så småningom stjärnor och galaxer.

Problemet är att även om denna teori är bra på att beskriva universum när det åldras från bråkdelar av en sekund till den kosmiska strukturen vi ser idag, cirka 13,8 miljarder år senare, kan den inte beskriva förhållandena för singulariteten som fanns innan denna inflation började eller vad som startade det.

Denna fråga elimineras av ett studsande universum för om perioder av inflation och kollaps är oändliga, så fanns det ingen början och därmed inget behov av att förklara vad som föregick tid och rum. Detta skulle innebära att universum genomgår liknande inflation som antyds av den kosmiska inflationsmodellen, men sedan "dras samman" in i  sig själv i en "Big Crunch" sammandragning.

Varje ny inflationsperiod skulle därför börja från "vraket" av en tidigare expansionsperiod snarare än av en singularitet. Men Kinney anser att studsande universumteorin även den är problematisk att förklara fullt ut.

"Tyvärr har det varit känt i snart 100 år att dessa cykliska modeller inte fungerar eftersom oordning eller entropi byggs upp i universum över tid vilket innebär att varje cykel skiljer sig från den förra. Det blir inte riktigt cykliskt, säger UB-forskaren. "En ny cyklisk modell kommer runt detta problem med uppbyggnad av entropi genom att föreslå att universum expanderar en med varje cykel och späder ut entropin."(hur kan vi veta att inte allt återupprepar sig? Händelser människoliv att vi som lever nu en gång kommer att leva om våra liv i en ny cykel allt under återupprepning (min anm.)”.

Kinney säger att denna nya studsande universummodell försöker sträcka ut allt för att bli av med kosmiska strukturer som svarta hål och därmed återföra universum till sitt ursprungliga homogena tillstånd innan en ny studs börjar ( studsen innebär Big Crunch sedan BigBang åter och åter igen (min anm.) .

– Vi visade att när man löser entropiproblemet skapar man en situation där universum måste ha en början. Våra bevis visar i allmänhet att varje cyklisk modell som tar bort entropi genom expansion måste ha en början, säger han och tillägger att ett studsande universum kan överleva denna bedömning.

 Tanken att det fanns en tidpunkt innan vilket det inte fanns något, ingen tid, stör och man vill veta vad det fanns innan det enligt forskarna.

"Så vitt vi kan se, i modeller som adresserar entropi, måste det ha funnits en" början ". Det finns en punkt det inte finns något svar på frågan: 'Vad kom före det?'" säger Stein.

Detta innebär för närvarande att mysteriet om vad som fanns före universum och tiden själv kvarstår och kommer att diskuteras hett av kosmologer även framöver.

"Det finns många anledningar att vara nyfiken på det tidiga universum, men jag tror att min favorit är den naturliga mänskliga tendensen att vilja veta vad som kom tidigare", sa Stein. "Över kulturer och historier har människor berättat historier om skapelsen, om 'i början'. Vi vill alltid veta var eller vad vi kom ifrån."

Kinney och Steins resultat diskuteras i en artikel som publicerades i juniutgåvan av Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Min uppfattning är att Både BigBang och ett cykliskt universum enligt människans tänkande ska ha en början. Man söker en anledning till att något finns en följd av händelsekedja men även denna kedja måsta startat en gång men av vad , hur och varför.. Inte heller religion ger svaret för då måste någon början innan Gud funnits. Vi människor kan inte föreställa oss något utan en början, Början kan inte heller  förklara början vilken i sig enbart svarar på den början vi kan finna eller tänka oss men inte på vad som fanns eller skedde före början. Vi kan och kommer aldrig att förstå vad universum, rum och tid är fullt ut (min anm.). Svaret på verkligheten om den nu finns har inget svar och kan troligen inte ha ett svar.

Bild på en del av vår förunderliga verklighet från clickasnap.com

Varför sten skjuts ut från asteroiden Bennus yta är en gåta.

 

3 december 2018 då nådde den amerikanska rymdsonden OSIRIS-REx från NASA fram till asteroiden Bennu och la sig i omloppsbana runt denna. Den 21 oktober 2020 landade sonden på asteroiden och tog ett markprov. Under 2019 skickade sonden tillbaka bilder av ett geologiskt fenomen av ett nytt slag. Stenar flög ut från asteroiden Bennus yta. Svärmar av marmorflislika stenar. Ett nytt fenomen som ingen då kunde förklara.

 I en nyligen publicerad artikel i Nature Astronomy visar nu forskare de första bevisen på hur denna process går till i en meteorit som finns på ett museum. "Det är fascinerande att se något som upptäcktes under ett rymduppdrag på en asteroid miljontals mil från jorden och nu hitta fenomenet av samma geologiska process i museets meteoritsamling", säger Philipp Heck, Robert A. Pritzker Curator of Meteoritics vid Chicagos Field Museum och seniorförfattare till Nature Astronomy-artikeln.

Meteoriter är bitar av sten som faller till jorden från yttre rymden; de kan vara bitar av månar och planeter men vanligast är de avbrutna bitar av asteroider. Meteoriten Aguas Zarcas är uppkallad efter den Costa Ricanska staden där den föll 2019. Den kom till Field Museum som en donation från Terry och Gail Boudreaux.

Philiph Heck och dennes student, Xin Yang var de som förberedde meteoriten för en studie när de märkte något konstigt med den. 

" Vi försökte isolera mycket små mineral från meteoriten genom att frysa den med flytande kväve och tina upp den i varmt vatten för att bryta upp den", säger Yang, doktorand vid Field Museum och University of Chicago och studiens huvudförfattare.

"Det fungerar med de flesta meteoriter men den här var annorlunda - vi fann att några kompakta fragment av den  inte kunde brytas isär." säger Heck. Vanligast då man finner detta fenomen i en meteorit att något i den vägrar sönderdelas  med ovan metod brukar då vara att forskare bryter ut mineralet med verktyg. "Men Xin hade ett mycket öppet sinne, Jag tänker inte krossa dessa stenar till sand det här var intressant", sade Heck. Istället utarbetade forskarna en plan för att ta reda på vad dessa stenar var och varför de var så motståndskraftiga mot att sönderdelas.

" Vi gjorde CT-skanningar för att jämföra dem med de andra stenarna som utgjorde meteoriten", säger Heck. – Det som var slående är att de komponenter som vägrade sönderdelas från meteoriten var klämda samman, normalt skulle komponenter vara sfäriska men inte dessa vilka även hade samma orientering i meteoriten. De var alla deformerade i samma riktning från någon slags process." Något hade hänt med stenarna som inte hänt med resten av asteroidens komponenter i övrigt. Forskarna hade dock en aning från OSIRIS-REx-resultaten 2019 vad som skett historiskt.

Man utarbetade en hypotes med stöd av fysiska datamodeller. Denna hypotes utgick från att asteroiden genomgått en höghastighetskollision och slagområdet då blivit deformerat. Den deformerade stenen bröts så småningom itu på grund av de enorma temperaturskillnaderna  asteroiden upplever när den roterar i bana runt solen (se bild ovan på asteroiden Bennu som det handlar om i detta resonemang). Den sida som vetter mot solen är mer än +150 C varmare än den sida som vetter från solen. " Denna ständiga termiska cykling gör berget sprött och det bryts  till grus", säger Heck.

Resultatet blir att sten kastas ut från asteroidens yta. Vi vet ännu inte hur processen fungerar som matar ut stenarna, säger Heck, de kan lossna av en påverkan från andra rymdkollisioner eller så kan de bara frigöras av den termiska påfrestning som asteroiden genomgår. Men stenarna är störda, säger Heck, "och det behövs inte mycket för en effekt av detta slag sker utöver detta är flykthastigheten ut från asteroiden väldigt låg."

En ny studie av Bennu avslöjade även att dess yta är löst bunden och kan jämföras i densitet som popcorn i en hink. Stenar som skjuts ut från ytan går sedan in i en mycket långsam bana runt asteroiden och över tid faller de tillbaka ner på asteroidens yta ner  där det inte fanns någon deformation på ytan. Historiskt enligt Heck och Yang har asteroiden genomgått en ytterligare kollision efter den först som bildade  de löst blandade stenarna på ytan till en solid sten. – Den packade i princip ihop allt och det här fria gruset blev en sammanhållen sten, säger Heck. Men likväl i mycket låg densitet (min anm).

Samma påverkan kan ha lossnat en sten från Bennu och skickat ut i rymden som så småningom kanske just en bit från Bennu och fallit som Aguas Zarcas-meteoriten från vilken vi då kunde utarbeta hypotesen ovan på fenomenet OSIRIS-Rex upptäckte 2019.  

Aguas Zarcas är den första meteoriten vi hittat på Jorden  som visar tecken på detta beteende, men den är förmodligen inte den enda. Vi förväntar oss andra meteoriter av samma slag och vi hoppas det hittas fler, säger Heck.

Jag är däremot inte säker på att denna meteorit kommer just från Bennu (min anm.).

Bild på asteroiden Bennu från vikipedia.

Att framställa syre för framtidens astronauter

 

Ett potentiellt bättre sätt att framställa syre till astronauter i rymden med hjälp av magnetism har nu föreslagits av ett internationellt team av forskare och en kemist vid University of Warwick.

Slutsatsen från denna forskning som behandlar magnetisk fasseparation i mikrogravitation publicerades nyligen till Natures anknutna tidskrift NPJ Microgravity av forskare från University of Warwick i Storbritannien, University of Colorado Boulder och Freie Universität Berlin i Tyskland.

Att ansvara för att astronauter har syre att andas ombord på den internationella rymdstationen ISS och andra rymdfarkoster är en komplicerad och kostsam process. När människor planerar framtida uppdrag till månen eller Mars kommer bättre teknik att behövas än dagens.

Huvudförfattaren till studien Álvaro Romero-Calvo vilken nyligen avlagt en doktorsexamen vid University of Colorado Boulder, säger följande: "På den internationella rymdstationen genereras syre med hjälp av en elektrolytisk cell som delar upp vatten i väte och syre och skiljer ut dessa gaser ur vattnet för att använda syret att andas med. I en relativt ny analys av en forskare vid NASA drogs slutsatsen att samma arkitektur under en resa till Mars skulle innebära en betydande fraktmassa och tillförlitlighet av systemet för att det skulle vara meningsfullt att tänka sig som användning.

Dr Katharina Brinkert vid University of Warwick Institutionen för kemi och Center for Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) i Tyskland säger följande: "Effektiv fasseparation i reducerade gravitationsmiljöer är ett hinder för framtida mänsklig rymdutforskning och ett problem känt sedan de första rymdfärderna på 1960-talet. Detta fenomen är en särskild utmaning för det livsuppehållande systemet ombord på rymdfarkoster och den internationella rymdstationen (ISS) eftersom syre för besättningen produceras i vattenelektrolys system och kräver separation med elektrod och flytande elektrolyt. Flytkraft är ett problem i tyngdlöshet.

Om man tänker sig ett glas kolsyrad läsk. På jorden innebär det att bubblorna av CO2 snabbt stiger upp i vätskan och avdunstar. Men i ett tyngdlöst tillstånd är dessa bubblor istället upphängda i vätskan.

NASA använder för närvarande centrifuger för att tvinga ut gaserna på ISS men centrifugerna är stora och kräver betydande massa, kraft och underhåll (vilket innebär att systemet är svårt att använda under en resa till Mars där service och vikt på farkost har betydelse). Teamet som forskar om andra metoder har genomfört experiment som visar att magneter i vissa fall kan uppnå samma resultat.

Även om diamagnetiska krafter är välkända och förstådda, har deras användning av ingenjörer i rymdapplikationer inte utforskats fullt ut eftersom tyngdkraften gör tekniken svår att demonstrera på jorden. 

På  Center for Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) i Tyskland leder Brinkert  en pågående forskning finansierad av German Aerospace Center (DLR) ett team som gör framgångsrika experimentella tester vid en speciell dropptornsanläggning där man simulerar mikrogravitationsförhållanden.

Här har grupperna utvecklat ett förfarande för att få loss gasbubblor från elektrodytor i mikrogravitationsmiljöer som genereras under 9,2 sekunder vid Bremen Drop Tower. Studien om detta visar för första gången att gasbubblor kan "lockas till" och "avvisas från" en enkel neodymmagnet i mikrogravitation genom att nedsänka magneten i olika typer av vattenlösning.

Forskningen kan därför öppna nya vägar för forskare och ingenjörer som utvecklar nya syresystem såväl som annan rymdforskning och som involverar förändringar av vätska till gas.

Dr Brinkert sade: "Dessa effekter har enorma möjligheter i den fortsatta utvecklingen av fasseparationssystem såsom för långsiktiga rymduppdrag vilket tyder på att effektiv syre- och till exempel väteproduktion i vatten (foto-) elektrolyssystem kan uppnås även i en ”nästan” frånvaro av flytkraft."

Professor Hanspeter Schaub vid University of Colorado Boulder tillade: "Efter år av analytisk och beräkningsforskning gavs möjligheten att använda detta fantastiska dropptorn i Tyskland ett konkret bevis på att detta koncept kommer att fungera i tyngdlöshet."

Självfallet måste syretillförseln lösas så det inte sker syrebrist på framtida marsresor. Innan dess kan ingen människa resa till Mars (min anm.). En syreproduktion som inte innebär stora tunga instrument och även tillförlitligheten måste finnas.

Bild vikipedia på rymdstationen ISS i september 2009 fotograferad av STS-128. STS-128 var namnet på en rymdfärd i USA:s rymdfärjeprogram med rymdfärjan Discovery.

Ytterligare en ledtråd funnen om månens ursprung

 

I en studie som nyligen publicerats i tidskriften Science Advances rapporterar en forskargrupp ett resultat som visar att månen fått ädelgaserna helium och neon från jordens mantel. Upptäckten lägger till den redan starka troligheten till teorin att månen bildades genom en massiv kollision mellan jorden och en annan himmelsk kropp än mer trolig. Se bild ovan och text längst ned i detta inlägg.

Under sin doktorandforskning vid ETH Zürich analyserade Patrizia Will sex prover av månmeteoriter från en insamling från Antarktisk erhållna från NASA. Meteoriterna består av basaltsten som bildades när magma vällde upp från månens inre och snabbt svalnade. Magman förblev täckt av ett basaltskikt efter bildningen vilket skyddade den från kosmisk strålning och solvind. Kylningsprocessen resulterade i bildandet av månglaspartiklar i  mineraler i magman. Will med team upptäckte att glaspartiklarna innehåller solgasernas kemiska fingeravtryck (isotopsignaturer): helium och neon från månens inre.

Resultatet stöder starkt att månen fått dessa ädelgaser som är inhemska på jorden (vid den krasch planeten Theia gjorde med Jorden som resulterade i månen). "Att hitta solgasers isotopsignatur vilket nu skett för första gången, i basaltiska material från månen som inte är relaterade till någon exponering av månytan var ett spännande resultat", säger Will. 

Utan ett skydd av en atmosfär kastas sten ut från månen vid asteroidnedslag på månen och bitar har i alla tider ibland träffat jorden och en del hamnade till slut på Antarktis där de lättast hittas i isen. Så småningom hamnade som sagt dessa stenfragment på jorden i form av meteoriter. Många av de meteoritprover som plockas upp kommer från upphittare i öknarna i Nordafrika eller  som här i den "kalla öknen" i Antarktis där de är lättare att upptäcka i isen. 

 I Noble Gas Laboratory i ETH Zürich finns en toppmodern ädelgasmasspektrometer vid namn "Tom Dooley".  Med hjälp av Tom Dooley kunde forskargruppen mäta glaspartiklar under millimeters storlek i meteoriterna och utesluta solvind som källa till de detekterade gaserna. Heliumet och neonet som de upptäckte var i ett mycket högre halt än väntat.

Tom Dooley är så känslig att det är det enda instrument i världen som kan detektera minimala koncentrationer av helium och neon. Det användes för att upptäcka dessa ädelgaser i kornen i den 7 miljarder år gamla Murchison-meteoriten vilket är den äldst kända meteoriten vi känner till på jorden. 

Att veta var man ska leta i NASA:s stora samling av cirka 70000 godkända meteoriter är ett stort steg framåt. "Jag är starkt övertygad om att det kommer att bli en kapplöpning om att studera tunga ädelgaser och isotoper i meteorit material", säger ETH Zürichprofessor Henner Busemann, expert inom området utomjordisk ädelgasgeokemi. Han räknar med att forskare kommer att söka efter ädelgaser som xenon och krypton som är mer utmanande att identifiera. De kommer också att söka efter andra flyktiga element som väte eller halogener i månmeteoriterna. Alla vill vara först med nya upptäckter (min anm.).

Busemann säger, "Även om sådana gaser inte är nödvändiga för livsformer skulle det vara intressant att veta hur några av dessa ädelgaser överlevde månens brutala och våldsamma bildning. Denna kunskap skulle hjälpa forskare inom geokemi och geofysik att skapa nya modeller som visar mer generellt hur sådana flyktiga element kan överleva vid planetbildning, i vårt solsystem och bortom vårt.

Ovan bild från vikipedia visar en animation av händelsen där den hypotetiska planeten Theia kolliderar med jorden och resulterar månen. På bilden är varje steg i animationen (före kollisionen) ett år medan jorden hela tiden befinner sig i samma position.

Så bildas troligen svavelmoln i Venus atmosfär

 

Forskare som använt sofistikerade beräkningskemiska tekniker har identifierat en ny möjlighet till hur svavelpartiklar kan bildas i Venus atmosfär.

" Vi vet att Venus atmosfär har rikligt med SO2 (svaveldioxid) och även  svavelsyrapartiklar. Vi förväntar oss att ultraviolett strålning förstör SO2 vilket producerar svavelpartiklar. De är uppbyggda från en atom S (svavel) till S2, sedan S4 och slutligen S8. Men hur kommer denna process i gång. Det vill säga hur bildas S2?" undrar Senior Scientist James Lyons, vid Planetary Science Institute i USA,  författare till Nature Communications-papperet "Fotokemiska och termokemiska vägar till S2 och polysulfurbildning i Venus atmosfär." (förtydligar här vad man menar (min anm.) undran är hur och varför två svavelatomer går samman och blir S2 osv).

  Molekyler avS2 ochS2 kan sedan kombineras för att bildaS4, och så vidare. Svavelpartiklar kan bildas antingen genom kondensation av S8 eller genom kondensation avS2, S4 och andra allotroper - olika fysiska former i vilka ett element kan existera - som sedan omorganiseras för att bilda kondenserad S8.

" Svavelpartiklar och då det gula svavel som vi oftast stöter på, består av mestadels av S8, som har en ringstruktur i sin uppbyggnad. Ringstrukturen gör S8 mer stabil mot förstörelse av UV-ljus än de andra allotroperna. För att bilda S8 kan vi antingen börja med två S-atomer och göra S2, eller så kan vi producera S2 med en annan väg vilket är vad vi har gjort i studien, säger Lyons.

"Vi hittade en ny väg för S2-bildning, reaktionen av svavelmonoxid (SO) och disulfurmonoxid (S2O), vilket är ett mycket snabbare vis än att kombinera två S-atomer för att göra S2," sa Lyons. (S2O är två svavelatomer och en syreatom

" För första gången användervi beräkningskemiska tekniker för att bestämma vilka reaktioner som är viktigast, snarare än att vänta på att laboratoriemätningar ska göras eller använda mycket felaktiga uppskattningar av hastigheten på ostuderade reaktioner. Detta är ett nytt och mycket välbehövligt tillvägagångssätt för att studera Venus atmosfär, säger Lyons. "Människor är ovilliga att gå in i labbet för att mäta hastighetskonstanter för molekyler som består av S, klor (Cl) och syre (O) - det här är svåra och ibland farliga föreningar att arbeta med. Beräkningsmetoder per dator istället för farliga labbförsök är det bästa – och egentligen enda – alternativet.

Beräkningsmetoder användes för att beräkna hastighetskonstanterna och till att bestämma de förväntade reaktionsprodukterna. Dessa är toppmoderna beräkningsmodeller (vad vi kallar ab initio-modeller) ( initio betyder"från början"). Dessa ab initio-beräkningar gjordes av författarna av studien från Spanien och från University of Pennsylvania.

– Den här forskningen illustrerar en annan väg till S2 och svavelpartikelbildning. Svavelkemin är dominerande i Venus atmosfär och spelar med stor sannolikhet en nyckelroll i bildandet av den gåtfulla UV-absorbatorn. Mer allmänt öppnar detta arbete dörrarna för att använda molekylära ab initio-tekniker för att skilja ut Venus komplexa kemi, säger Lyons.

Antonio Francés-Monerris från Departament de Química Física, Universitat de València, Spanien är huvudförfattare till studien. Medförfattare inkluderar Javier Carmona-García och Daniel Roca-Sanjuán också från Universitat de València, Alfonso Saiz-Lopez från Institute of Physical Chemistry Rocasolano i Madrid och Tarek Trabelsi och Joseph S. Francisco från University of Pennsylvania.

Bild vikipedia på Molnstrukturen i atmosfären visas på Venus i det ultravioletta spektrumet.

Första upptäckten av gas i en cirkumplanetär skiva runt en nybildad planet

 

Forskare  använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) och National Radio Astronomy Observatory (NRAO)  ett partnerobservatorium till ALMA för att studera planetbildning. Resultat nu har för första gången någonsin  gas i en cirkumplanetär skiva runt en nybildad planet (skivor av detta slag är lättare att upptäcka runt en nybildad stjärna där planeter bildas de skivor som finns runt nybildade planeter är embryon till månar eller asteroider (min anm,)). Upptäckten innefattar även  närvaron av en mycket ung exoplanet.

Cirkumplanetära skivors innehåll är gas, damm och skräp runt unga planeter. Dessa skivor ger upphov till månar och andra små, steniga föremål och tillväxten av unga, jätteplaneter. Att studera dessa skivor under dess tidigaste stadie kan ge rön om hur bildandet av vårt eget solsystem, inklusive Jupiters galileiska månar, (De galileiska månarna är ett samlingsnamn för Jupiters fyra stora månar Callisto, Ganymedes, Europa och Io, vilka beskrevs av Galileo Galilei i början av 1600-talet under namnet de "Mediceiska stjärnorna").som forskare tror bildats i en cirkumplanetär skiva runt Jupiter för cirka 4,5 miljarder år sedan gick till.

När forskare studerade AS 209 en ung stjärna som finns ungefär 395 ljusår från jorden i stjärnbilden Ormbäraren observerade de ett sken mitt i ett annars tomt gap i gasen som omger stjärnan. Det ledde till upptäckten av den cirkumplanetära skiva som omger en potentiell planet med massa som Jupiters. Forskare har observerat på systemet, både på grund av planetens avstånd från sin stjärna (sol) och stjärnans ålder. Exoplaneten finns mer än 200 astronomiska enheter (en enhet är avståndet mellan vår sol och jorden) bort från stjärnan, vilket utmanar för närvarande accepterade teorier om planetbildning. Om värdstjärnans uppskattade ålder på 1,6 miljoner år stämmer kan denna exoplanet vara en av de yngsta kanske den yngsta som någonsin upptäckts. Ytterligare studier behövs dock för att bekräfta detta och forskare hoppas att kommande observationer med James Webb Space Telescope kommer att bekräfta planetens närvaro i skivan vilket ännu inte bevisats.

– Det bästa sättet att studera planetbildning på är att observera planeter medan de bildas. Vi lever i en mycket spännande tid då detta kan göras tack vare kraftfulla teleskop, som ALMA och JWST, säger Jaehan Bae, professor i astronomi vid University of Florida och huvudförfattare till artikeln om upptäckten som publicerats  i The Astrophysical Journal Letters.

Forskare har länge misstänkt närvaron av cirkumplanetära skivor runt exoplaneter. Men tills nyligen kunde detta inte bevisas.  2019 gjorde ALMA-forskare den första upptäckten någonsin av en cirkumplanetär, månbildande skiva medan de observerade den unga exoplaneten PDS 70b   och bekräftade fyndet 2021.

 De nya observationerna av gas i en cirkumplanetär skiva vid AS 209 kan kasta ytterligare ljus över utvecklingen av planeter och skivor och de processer genom vilka månar bildas.

Bild vikipedia på Den protoplanetära skivan vid stjärnan PDS 70 och den unga  planeten PDS 70b (höger). Detta är en tydligare  bild på en cirkumplanetär skiva  än den nya på AS 209 därav valet här på PDS 70b. Det viktiga är att visa hur man ska tolka texten ovan om cirkumlär skiva runt en ny planet.