Webbteleskopet upptäckte en stor vattenplym på månen Enceladus

 

Ett vattenutkast (en gejser) på Saturnus måne Enceladus som sträckte mer än 9 km upp i skyn har upptäckts av astronomer med  hjälp av NASAs James Webb Space Telescope. Det är inte första gången en vattenkaskad har setts på denna måne. Men det är första gången det setts på så stort avstånd med ett teleskop. 

Enceladus, är en vattenvärld med en ishöljd yta dess storlek är 500 km i diameter. Enceladus underjordiska hav (ytan är istäckt) är ett  spännande vetenskapliga mål i sökandet efter liv bortom jorden .

Inklämt mellan månens isiga yta och dess steniga kärna finns  saltvattenhavet. Gejserliknande utkast  spyr ut vatten av ispartiklar, vattenånga och organiska kemikalier ur sprickor i månens yta. Huvudförfattaren Geronimo Villanueva vid  NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland beskriver det  med orden; När jag såg på uppgifterna tänkte jag först att jag måste ha uppfattat fel. Det var bara så förvånande att upptäcka en vattenplym som sträckte sig mer än 9 km upp i skyn.

Plymens höjd var inte det enda som fascinerade. Även den hastighet med vilken vattenångan strömmade ut cirka 79 liter per sekund, är imponerande..

Cassini-farkosten tillbringade över ett decennium (med början under 2004)  med att utforska det saturniska systemet och avbildade inte bara Enceladus vattenplymer för första gången utan flög direkt genom dem och fick prov på vad de bestod av (saltvatten blev svaret). 

Medan Cassinis position i det saturniska systemet gav ovärderliga kunskaper om Enceladus  ger Webbs unika teleskop som ligger i fast bana i  Sun-Earth Lagrange Point 2  tillsammans med den anmärkningsvärda känsligheten hos dess integrerade fältenhet ombord på NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) Instrumentet än mer kunskap.

"Enceladus bana runt Saturnus tar 33 timmar. När den svävar runt Saturnus kastar månen ut vatten och lämnar en halo efter sig i den täta E-ringen runt Saturnus, beskriver Villanueva det i studien. 

Under de kommande åren kommer Webb att fungera som det primära observationsverktyget av Enceladus tillade medförfattare Stefanie Milam vid NASA Goddard. På grund av Webbs våglängdstäckning och känslighet och från vad vi har lärt oss från tidigare uppdrag har vi nu ett helt nytt teleskops möjligheter.

Webbs observationer av Enceladus görs under programmet Guaranteed Time Observation (GTO) 1250. Det ursprungliga målet med detta program är att visa Webbs förmåga inom ett visst vetenskapsområde och sätta scenen för framtida studier. 

Teamets nuvarande resultat publicerades i Nature Astronomy den 17 maj.

Bild vikipedia på Saturnus måne Encelaudus där två vattenplymer ses ovanför Enceladus från isvulkaner som matar Saturnus E-ring. Dessa verkar utstråla från de så kallade "tigerränderna" nära Enceladus sydpol.

Keplerteleskopets sista fynd innan det slocknade för alltid.

 

Nu har över 5 000 exoplaneter hittats utanför vårt solsystem. Över hälften av dem är upptäckta av det pensionerade NASA: s KeplerSpace Telescope, ett motståndskraftigt observatorium som var i drift längre än man  planerade det för. Under nio och ett halvt år svepte farkosten runt jorden och skannade himlen efter periodiska ljusstängningar i stjärnljus som kunde bero på närvaron av en planet som passerade framför sin stjärna.

In i det sista fortsatte teleskopet att registrera stjärnornas ljusstyrka tills bränslet tog slut den 30 oktober 2018. Då blev det sista dagen i drift.

Nu har astronomer vid MIT och University of Wisconsin i Madison, med hjälp av medborgarforskare, upptäckt vad som kan vara de sista planeterna som Kepler upptäckte innan periskopet mörknade.

Teamet kammade igenom teleskopets sista vecka av högkvalitativ data och upptäckte tre stjärnor, i samma del av himlen som tycktes bli nedtonade av att en planet passerade över dess ljus. Forskarna har nu bekräftat  att två av stjärnorna hade en planet som passerat medan den tredje stjärnans ljusnedtoning ännu inte analyserats tillräckligt för att det säkert ska bekräftas finnas en planet här (men troligast bekräftas det snart eller har redan gjorts nu .

De två validerade planeterna är K2-416 b en planet som är ungefär 2,6 gånger jordens storlek och som kretsar runt sin stjärna ungefär var 13: e dag, och K2-417 b, en något större planet som är drygt tre gånger större än jorden cirklar ett varv runt sin stjärna var 6,5: e dag. Båda planeterna antas vara så kallade "heta mini-Neptunus". Båda solsystemen finns cirka 400 ljusår från jorden.

Tredje planetkandidaten är om det är en planet EPIC 246251988 b den största av de tre världarna med nästan fyra gånger jordens storlek. Denna kandidat i Neptunus storlek kretsar kring sin stjärna på cirka 10 dagar och befinner sig i ett solsystem 1200 ljusår från jorden.

Teamet har nyligen  publicerat sina upptäckter i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Huvudförfattare var Elyse Incha, vid University of Wisconsin i Madison. Medförfattare Andrew Vanderburg, biträdande professor i fysik vid MIT: s Kavli-institut för astrofysik och rymdforskning och amatörastronomerna Tom Jacobs och Daryll LaCourse, tillsammans med forskare vid NASA, Center for Astrophysics of Harvard and the Smithsonian och University of North Carolina at Chapel Hill.

 Alla (vad jag vet) exoplaneter upptäckta av Keplerteleskopet har en beteckning som börjar med ett K (Kepler. Tredje kandidaten EPIC 246251988 b  kommer säkert också att betecknas med ett K,  om det bekräftas att det är en exoplanet  annars får objektet behålla sin beteckning som fenomen. 

Bild vikipedia på det avsomnade Keplerteleskopet( drifttid 9 mars 2009 - 30 oktober 2018)

Är din framtidsplan att bli gruvarbetare på en asteroid?

 

Databasen Exploitation des Ressources des Corps Celestes (ECOCEL) används av ett franskt team under ledning av Irina Kovalenko från ISAE-SUPAERO, Frankrikes främsta flyg- och rymdteknikskola. Databasen kombinerar två av de aspekter om  asteroider som kan vara intressantast för gruvdrift. Hur lätt det är att komma till dem och vad de består av.

Att bestämma hur en asteroid kan nås lättast med våra farkoster av i dag har funderats över tidigare. Men  ECOCEL-teamet använder data direkt från Jet Propulsion Laboratory's Small-Body Database. Denna offentligt tillgängliga databas (är inte alltid uppe och just nu när detta skrivs ligger den nere) ska med tiden visa analyserad fakta om nästan 25000 jordnära objekt. Det är i dessa objekt man söker för att finna de asteroider som  sannolikast kommer att besökas vid ett första gruvuppdrag. Ännu har tills nu endast 326 av asteroiderna i Small-Body Database karakteriserats spektralt.

För att beräkna hur man når ett objektet beräknar Small-Body Database den hastighetsförändring som krävs för att komma fram till asteroiden. Tänk på delta-v vilket betyder den mängd energi som krävs för att nå ett objekt något som är mycket viktigt i de ekonomiska beräkningarna för malmbrytning på viss asteroid. Databasverktyget i sig har ett specialdesignat gränssnitt som kan välja en asteroid baserat för att minimera delta-v i ett visst lanseringsfönster (färdfönster i tiden). ECOCEL införlivar den informationen i sin beräkning men lägger även till ytterligare ett lager som är lika viktigt, asteroidens sammansättning. Det ska vara lönsamt att bryta beroende på vad där finns.

 Därför är ECOCEL, som förlitar sig på spektraldata för att bestämma en asteroids sammansättning, begränsad till undersökning av enbart detta.

När en asteroid spektralklassificerats och  klassificerats länkar databasen  data av sammansättningen av meteoritprovet till spektroskopi av liknande asteroider, vilket leder till en allmän förståelse för detta slags asteroiders sammansättning.

Med grundläggande resrutt - och kompositionsdata till hands tar ECOCEL det ett steg längre nu genom att använda ett verktyg som heter Sun Earth Moon Dynamics Python-paket. Detta programvarubibliotek använder orbitalmekanikdata för att beräkna var ett visst objekt i systemet kommer att befinnas en viss tid och ECOCEL-teamet utnyttjar det för att tillhandahålla beräkningar för både enkelriktade och rundtursflygningar dit. De ger också ett potentiellt bästa lanseringsfönster mellan 2020 och 2050, längre än de flesta jämförbara databaser. Beräkningarna är viktiga då de ger kortast och ekonomiskt bästa resrutt.

Några ytterligare funktioner inkluderar möjligheten att beräkna en parkeringsbana över asteroiden och ställa in delta-v-gränser. Sammantaget är databasen  mer skräddarsydd för behoven hos både kommersiella och statliga asteroidgruvprojekt än någon som  funnits tidigare. Relaterad forskning om ämnet publicerades i tidskriften Planetary and Space Science.

Bild wikimedia.

Ska framtida astronauter sova under sin färd till Mars?

 

Att skjuta ultraljudssignaler in i mushjärnor sätter dem i ett dvalliknande tillstånd. Forskare undrar nu om metoden kan användas även på människor. Forskarna vill veta om  tekniken en dag kan användas på skadade människor i kritisk vård eller på astronauter som ger sig ut på långdistansflygning.

Det är första metoden i sitt slag - som fungerar genom metoden att skjuta ultraljud i en den region i hjärnan som kontrollerar ämnesomsättningen Genom experoment på möss minskade deras genomsnittliga kroppstemperatur med upp till 3,5 grader Celsius samtidigt som hjärtfrekvensen och syreförbrukningen minskade .

Resultaten av studien ger forskare  ledtrådar yill fortsatta försök för hur vilolägesliknande tillstånd (eller dvala)  kan induceras säkert och icke-medicinskt på människor.

Men huruvida människor (som ras) vilka inte naturligt går in i dvala som ex vintersovande djur som björnar  kan artificiellt och säkert tvingas in i detta tillstånd (om det fungerar) är en öppen fråga.

För att undersöka detta skapade forskarna i  studien en bärbar ultraljudshatt som sattes fast på mössens huvuden (obs möss sover ej på vintern därav liknar de människan). Efter att ha slagit på ultraljudsvågor i den del av mössens hjärnor som kallas det hypotalamus preoptiska område, en kritisk hjärnregion för att kontrollera kroppstemperatur och sömn hos många djur och aktivering av viloläge och dvaltillstånd hos övervintrande djur gick mössen omedelbart in i ett dvalliknande tillstånd där deras kroppstemperatur, hjärtfrekvens och syreintag drastiskt minskade. Mössen blev tröga och åt betydligt mindre mat.

Genom att upprepa ultraljudsutbrotten varje gång mössens kroppstemperatur ökade över en målnivå kunde forskarna hålla mössen i dessa dvalliknande tillstånd i upp till 24 timmar utan att observera några tecken på skada eller obehag. När ultraljudshatten stängdes av återhämtade sig mössens normala kroppstemperaturer och aktivitetsnivåer på mindre än 90 minuter.

Ytterligare forskning krävs för att bestämma säkerheten och genomförbarheten av detta tillvägagångssätt till människor", beskriver Chen. "Vi kan föreställa oss astronauter som bär en hjälmliknande enhet som är utformad för att riktas mot  hypotalamusregionen för att inducera ett dvalliknande tillstånd. Men många hinder kvarstår innan dval -inducerande ultraljudsenheter kan användas av läkare under operationer eller för att placera astronauter i en slags avstängd tillvaro under en resa kan börja användas.

Men jag tvekar till att så många människor kommer att sändas till exempelvis Mars.  Resor längre än till vår måne tror jag i första hand kommer att genomföras av robotar med Ai som kan lösa problem på vägen eller förstå vad som händer. Om någon människa sänds bör de vara vakna mestadels av färden för att uppleva på människors vis. Om de av vissa avsnitt av vägen ska ges dvala bör de övervakas av Ai-robotar (Artificial Intelligence) som man garanterat kan lita på och som inte tar över hela händelseförloppet på färden enligt egenkonstruerad programmering. Sedan ska vi komma ihåg att musexperimenet bara varade under 24 timmar människors färd mot Mars tar med dagens teknik ca 6 månader.

Forskarna publicerade sina resultat torsdag 25 maj i tidskriften Nature Metabolism. Där även forskarnas namn är publicerade. 

 Bild då  Ellen Ripley (spelad av Sigourney Weaver) placerar sig i avstängd animation i filmen Alien från 1979. (Bildkredit: AJ Pics / Alamy Stock Photo)

I soot-line kan det uppstå planeter - där liv kan utvecklas.

 

En astronom vid University of Michigan och hans team föreslår ett nytt sätt i sökandet efter beboeliga planeters tillblivande och då  en zon som inte tidigare beaktats: utrymmet mellan stjärnan och vad som kallas  soot-line i protoplanetära skivor  (den del som finns närmst stjärnan i en sådan skiva)

Planeter bildas i en skiva av damm som roterar runt en stjärna där de ofta  får ytor rika på flyktiga kolföreningar ( i den så kallade soot-line) vilket  skiljer sig ganska mycket från jordens yta. Dessa planeter  blir rika på organiskt kol men även vattenfattiga, enligt Ted Bergin, som ledde studien tillsammans med geokemister, planetforskare, astrokemister och exoplanetexperter.

När vi söker efter jordliknande planeter är vi intresserade inte bara av planeter som ser ut som jorden utan också av om de bildas i processer som liknar jordens tillblivelse. Nuvarande modeller av steniga exoplaneter är tolkade utifrån jordliknande atmosfäriska förhållanden och sammansättning och innehåller molekyler som är väsentliga för liv bildat av kolbaserade byggstenar och vatten. Dessa modeller fokuserar på zoner inom protoplanetära skivor som kallas islinjer, regioner som är tillräckligt avlägsna den protoplanetära skivans stjärna för att vatten ska bestå på planeten eller kunna bildas i större mängd. Islinjerna  markerar var vatten och andra nyckelmolekyler övergår från gas till fast fas eller flytande som vatten.

Jordliknande världar som vår planet, bildades av fasta ämnen. Man har länge trott att jorden, som bara innehåller cirka 0,1 viktprocent vatten, måste ha bildats innanför vattenislinjen och planeter med liv måste  ha bildats i just denna zon..

Men den typen av modell kan vara för begränsad, enligt Bergin. För att utöka sökandet efter beboeliga planeter föreslår Bergin och hans forskargrupp därför en ny modell där man tar hänsyn till soot-line, en gräns som ligger närmre stjärnan än islinjen. Mellan denna gräns och stjärnan sublimerar organiska föreningar i fast form till gas. I denna region skulle det också omfatta steniga planeter som då kan få  ett större innehåll av kol än jorden har vilket väcker frågor om vad detta innebär för livets utveckling på dessa planeter.

Det lägger till en ny dimension i vårt sökande efter planeter som kan ha liv, beskriver Bergin..

Jorden är fattig på vatten och är också kolfattig, säger Bergin. Då räknas det som   volymen i sin helhet inte bara dess yta. Vid bildandet fick Jorden sannolikt endast 1 kolatom per 100 tillgängliga av det planetbildande materialet i den protoplanetära skivan. Astronomer tror att soot-line förklarar varför jorden har så lite kol. 

Om jordens byggstenar bildades inuti soot-line, sprängde temperaturen och solstrålningen det material som skulle bilda den unga planeten och förvandlade kolrika föreningar till gas och begränsade kol i de fasta ämnen som levereras till den bildande jorden som bildades i islinjen.

Teamets modell teoretiserar även om bildandet av planeter konstruerade mellan soot-line och vattenislinjerna.

En sådan värld (konstruerad i soot-line) verkar inte finnas i vårt solsystem, men vårt solsystem är inte representativt  planetsystem runt andra stjärnor, säger Bergin. Andra planetsystem ser helt annorlunda ut. Deras planeter finns närmare solen och är mycket större i storlek där finns superjordar till mini-Neptunus, beskriver han.

De är antingen stora stenar eller små gasjättar - detta är den vanligaste typen av planetsystem. Så kanske det i  andra solsystemen i Vintergatan finns varelser  som har innehåller mer kol i sitt inre än vi har.

I sin studie modellerar teamet vad som händer då en silikatrik värld med 0,1% till 1% kol i massa och en variabel vattenhalt bildas i sotlinjeregionen. De fann att en sådan planet skulle utveckla en metanrik atmosfär genom en process som kallas utgasning. Under denna omständighet producerar organiska föreningar i en silikatrik planet en metanrik atmosfär.

Närvaron av metan ger en bördig miljö till generering av dis genom interaktioner med fotoner. Detta är analogt med den genereringen av dis från metan som sker i Saturnus största måne Titan.

Planeter som kommer till inom soot-line. En linje som finns i alla nya stjärnors protoplanetära skivor, kommer att släppa ut mer flyktigt kol från sina mantlar, enligt Bergin. Detta kan lätt leda till en naturlig produktion av dis. Sådant dis har observerats i exoplaneters atmosfärer och har potential att förändra kalkylen för vad vi anser vara beboeliga världar.

Resultaten från den tvärvetenskapliga forskargruppen publicerades i Astrophysical Journal Letters.

 

Bild pixabay.com

En enorm cyklon viner på Uranus

 

För första gången har forskare vid NASA fått bevis på existensen av en polär cyklon på Uranus. Genom att undersöka i  mikrovågfältet  upptäckte de fenomenet vid planetens nordpol. Resultatet bekräftar teorin  att alla planeter med betydande atmosfärer i vårt solsystem oavsett om planeterna huvudsakligen består av sten eller gas visar på en virvlande stark vindvirvel vid polerna (storm, cyklon orkan ex.).

Forskare har länge vetat att Uranus sydpol har en snurrande vind. NASA: s Voyager 2-foton av metanmolntoppar visade vindar vid polarcentret som snurrade snabbare än vindarna över resten av polen. Voyagers infraröda mätningar observerade däremot inga temperaturförändringar, men de nya resultaten, publicerade nyligen i Geophysical Research Letters visar detta. Med hjälp av enorma radioantenner från Very Large Array i New Mexico kunde man se in under Uranus moln och upptäckte då att den cirkulerande luften vid nordpolen är varmare och torrare än övriga områden där vilket är ett kännetecknen på en stark cyklons framfart.

 Observationerna samlades in 2015, 2021 och 2022 och gick djupare in i Uranus atmosfär än någon tidigare observation gjort.

Observationerna visar att Uranus är en dynamisk värld, beskriver huvudförfattaren till studien Alex Akins vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Uranus visar upp mer av sig idag under sin bana än för några år sedan tack vare planetens position numera i sin omloppsbana. En bana som tar 84 år att slutföra ett helt varv och under de senaste decennierna har polerna inte varit riktade mot jorden. Men sedan 2015 har forskare fått en bättre bild av dessa och kan se djupare in i atmosfären vid polerna.

Cyklonen på Uranus är kompakt formad med varm och torr gas i sin kärna och liknar de som upptäcktes av NASAs Cassini i Saturnus. Med de nya fynden har cykloner (som roterar i samma varvriktning som planeten roterar) eller anticykloner (som roterar i motsatt riktning) nu identifierats vid polerna på alla planeter i vårt solsystem utom Merkurius som inte har någon betydande atmosfär.

Men till skillnad från orkaner på jorden bildas inte cykloner på Uranus och Saturnus över vatten (då detta inte finns) och de rör sig inte vidare ut över planeten. De är låsta vid polerna. Forskare kommer nu att hålla koll på hur Uranus cyklon utvecklas under de kommande åren.

Bild NASA.  NASA-forskare använde mikrovågsobservationer för att upptäcka den första polära cyklonen på Uranus, här sett som en ljusfärgad prick till höger om mitten i varje bild av planeten. Bilderna togs på  våglängdsband K, Ka och Q, från vänster. För att markera cyklonfunktionerna användes en annan färgkarta för var och en. Credits: NASA/JPL-Caltech/VLA

Är det en stjärna bestående av mörk materia som hittats?

 

Astronomer trodde länge att ett märkligt stjärnsystem som observerats av Europeiska rymdorganisationens Gaia-satellit var vanlig stjärna  kretsande kring ett svart hål. 

Tyvärr framgår det inte om det är forskare vid ESA European space agency som gjort upptäckten med Gaia eller om det var någon annan som analyserade Gaiadata.

 Men två astronomer det påståendet och finner att det tyder på något mycket konstigare: möjligen en aldrig tidigare sedd typ av stjärna bestående  av osynlig mörk materia. Deras forskning, som ännu inte har granskats, publicerades den 18 april på förtrycksservern arXiv. 

Stjärnan det handlar har en mindre massa än solen (0,93 solmassa) och  ungefär samma kemiska innehåll som vår sol. Dess mystiska följeslagare (det man misstänker är en stjärna av mörk materia) är massivare cirka 11 solmassor. Objekten kretsar runt varandra på ett avstånd av 1, 4 astronomiska enheter, ungefär det avstånd på vilket Mars kretsar om solen vilket gör en omloppstid av 188 dagar. Frågan är vad den mörka följeslagaren är. En möjlig förklaring är att det är ett svart hål enligt de tidigare forskare som teoretiserat om det.

 Även om det lätt skulle passa in som svart hål genom  observationsresultaten har den hypotesen  utmaningar. Svarta hål bildas från avslocknade massiva stjärnor. Även om det inte är helt omöjligt att det är ett svart hål efter efter slocknad stjärna  kräver det scenariot en extraordinär mängd finjusteringar för att få det att stämma här då händelseschemat för  att det hänt och resulterat i  det i ett dubbelstjärnsystem som hållit samman i miljoner  år  är svår att förklara.

Så forskarna föreslår i studien att det mörka objektet kanske  är något  mer unikt. Kanske  en klump partiklar bestående av mörk materia.

Mörk materia är en osynlig form av materia som utgör den stora majoriteten av massan i varje enskild galax (och universum som helhet). Vi vet fortfarande inte vad det är. De flesta teoretiska modeller antar att mörk materia är jämnt fördelad i varje galax, men det finns teorier som visar att den kan klumpa ihop sig.

En  hypotes är  att mörk materia är en typ av boson. Bosoner är partiklarna som håller ihop naturens krafter; Till exempel är en foton en boson som bär den elektromagnetiska kraften. Medan vi bara känner till en begränsad uppsättning bosoner i standardmodellen för partikelfysik finns det i princip ingenting som hindrar att det i universum finns många fler typer av bosoner.

 Viktigast av allt dessa bosoner skulle ha förmågan att bilda stora klumpar. Några av dessa klumpar kan vara lika stora som hela stjärnsystem medan andra kan vara mycket mindre. De minsta klumparna av bosonisk mörk materia kan vara så små som stjärnor och dessa hypotetiska objekt har namnet bosonstjärnor. Boson-stjärnor skulle vara helt osynliga då mörk materia inte interagerar med andra partiklar eller med ljus så vi kan bara upptäcka dem genom dess gravitationspåverkan på omgivningen.

Forskarna påpekade att en enkel modell av mörk materia, skulle kunna producera tillräckligt med bosonstjärnor för att ge dessa resultat i Gaia-data troligt och ersätta ett förmodat svart hål med teorin att det är  en bosonstjärna i  en del fall skulle det kunna förklara viss observationsdata bättare.

Även om upptäckten av en bosonstjärna är osannolik är den inte omöjlig,  enligt författarna av studien men av ovan fynd behövs  uppföljningsobservationer. Forskarna tillägger att det viktiga är att detta unika system ger oss en sällsynt möjlighet att studera beteendet av stark gravitation, så vi kan undersöka Einsteins allmänna relativitetsteori och se om den håller. För det andra, om det är en bosonstjärna, är detta stjärnsystem den perfekta  platsen för vidare studier.

För min del är jag övertygad om lösningen är att det är ett svart hål resterna av en kollapsad stjärna. Jag har inte lyckats utläsa var i universum fyndet ovan gjordes.

Inlägget har sitt innehåll utifrån Paul M. Sutters artikel i https://www.livescience.com/ för en tid sedan. Sutter är forskningsprofessor i astrofysik vid SUNY Stony Brook University och Flatiron Institute i New York City.

Bild vikipedia Standardmodellens elementarpartiklar, av vilka bosonerna utgör de kraftförmedlande partiklarna och Higgs-partikeln.