Saturnus en misslyckad gasplanet

 

I en ny artikel som snart ska publiceras i tidskriften Astronomy &; Astrophysics Letters skriver Ravit Helled, astrofysiker vid Center for Theoretical Astrophysics and Cosmology vid universitetet i Zürich i Schweiz att vårt solsystem bara har en gasjätte: Jupiter.

Uranus och Neptunus bör ses som isjättar då  de mestadels består av isiga element än av väte och heliumgas . När det gäller Saturnus hävdar Helled att denna inte bör klassas som  gasjätte  då planeten  aldrig nådde  ända fram till att bli detta. Saturnus är massiv - nästan 100 gånger massivare än jorden medan Jupiter är nästan tre gånger mer massiv än Saturnus. Det är densitet det handlar om.

Mot bakgrund av detta föreslår en astrofysiker att vi inte bör betrakta Saturnus som en  gasjätte utan snarare en planet som var på väg att bli detta men aldrig blev det.

Professionella astronomer och allmänheten tenderar att klumpa ihop Jupiter och Saturnus till gasjätteplaneter. Båda planeterna är mycket stora, båda har mycket av väte- och heliumgaser som utgör huvuddelen av deras atmosfärer och de ligger bredvid varandra i vårt solsystem.

Men djupare undersökningar med NASAs rymdfarkoster Cassini och Juno har avslöjat betydande skillnader mellan dem - till exempel i mängden tyngre element djupt inne i dem.  Tidigare antog forskare att Jupiter och Saturnus var likartade.

Men enligt Helled hade Saturnus aldrig en chans mot Jupiter som drog till sig det mesta av väte och heliumgasen som fanns då de bildades. Den kritiska tröskeln där en planet kan få en exponentiell mängd väte och helium är ungefär cirka 100 gånger jordens massa. Jupiter förvärvade merparten av detta i det yttre av solsystemet innan solen blåste bort överskottet ut i solsystemet.

Uranus och Neptunus var för små för att uppnå denna typ av planet Saturnus blev ett gränsfall mellan gasplanet och planet. Om Saturnus varit lite större hade den kanske tävlat med Jupiter om titeln som solsystemets största planet. Saturnus blev tillräckligt stor för att dra till sig en betydande mängd väte och helium genom gravitation men inte tillräckligt för att det skulle bli en gasplanet. Så likt bruna dvärgstjärnor som är misslyckade stjärnbildningar är Saturnus en misslyckad gasjättebildning.

Detta innebär att Jupiter och Saturnus, trots sina likheter utvecklades längs helt olika spår vilket förklarar deras skillnader. Skillnaden i hur dessa två världar utvecklades kan hjälpa oss att förstå inte bara hur vårt eget solsystem utvecklades utan även hur andra solsystem i Vintergatan blev till.

Bild vikipedia Saturnus, bilden tagen av Cassini 2004.

Tre stjärnor spelar blinka lilla stjärna där.

 

Forskare har skapat en 3D-simulering av energivågor som krusade genom tre separata stjärnor. De omvandlade dessa krusningar till ljudvågor och ställde in krusningarna till den välbekanta melodin "Twinkle Twinkle Little Star."

Stjärnor verkar visuellt blinka från vår utsiktspunkt på jorden på grund av atmosfärens effekter men stjärnkroppar har också en inneboende vågton associerad med den plasma som krusar runt på deras ytor. Det senare är omärkligt även för de mest avancerade teleskopen på jorden.

För att se ( i detta fall höra) denna ton skapade forskare vid Northwestern University simuleringar av energi som krusar från kärnprocessen i stjärnornas inre upp till deras ytor. Genom att omvandla dessa porlande plasmavågor till ljudvågor har teamet gjort det möjligt för rymdentusiaster att höra de kusliga men fascinerande toner som skapas inuti små, medelstora och stora stjärnor.

När vågorna kommer upp till stjärnans yta, beskriver Anders, får de ytan att skicka ut plasmavågor på ett sätt som astronomer försöker observera. För första gången har vi utvecklat datormodeller som gör det möjligt för oss att bestämma hur mycket en stjärna bör blinka (ska ses som plasmavågspulser) som ett resultat av dessa vågor. Arbetet gör det möjligt för framtida rymdteleskop att undersöka de centrala regionerna i en stjärna där stjärnor smider de element vi är beroende av för att leva och andas. Evan Anders är postdoktor vid Northwesterns centrum för tvärvetenskaplig prospektering och forskning inom astrofysik (CIERA).

Här finns videon där man kan höra blinka lilla stjärna melodin utifrån pulserna. 

Bild pixabay.com

En röd dvärgstjärna där det oavbrutet bildas mängder av solfläckar och ultraviolett strålning

 

En ung planet som virvlar runt den röda dvärgstjärnan AU Microscopii,  31,7 ljusår bort förändrar på oförutsägbara sätt sin omloppsbana varje varv den gör runt sin sol. Den ligger så nära sin sol att den konsekvent tar emot starka energiutkast av oregelbundna explosioner från sin sol vilket gör att planetens   väteatmosfär avdunstar under vissa av sina banturer

Under en planetens banor observerades detta av rymdteleskopet Hubble som då upptäckte att planeten likväl  inte förlorade något material (atmosfär) medan en bana som observerades av Hubble ett och ett halvt år senare visade tydliga tecken på atmosfärisk förlust denna gång.

Denna extrema variation mellan banvarv förundrar astronomerna. Vi har aldrig sett atmosfärisk flykt gå från helt odetekterbar till mycket detekterbar under skilda banvarv runt sin sol, beskriver Keighley Rockcliffe från Dartmouth College i Hannover, New Hampshire. Vi förväntade oss något mycket förutsägbart (att antingen förlusten av atmosfär skedde vid varje varv eller att det aldrig skedde), repeterbart. Men så var det inte här och mätfel misstänktes.

Rockcliffe var även förbryllad över att man kunde se planetens atmosfär puffa ut framför planeten som en strålkastare. Denna observation är uppseendeväckande och vi får undersöka samspelet mellan stjärnan och planeten för att försöka förstå vad som sker, beskriver Keighley.

Stjärnan AU Microscopii (AU Mic) är värd för ett av de yngsta planetsystemen som någonsin observerats. Stjärnan är mindre än 100 miljoner år gammal. Den innersta planeten, AU Mic b, har en omloppsperiod på 8,46 dagar och ligger ungefär 1/10 av planeten Merkurius avstånd från vår sol. Det är en gasplanet och den är ungefär fyra gånger större i diameter än Jorden.

AU Mic b upptäcktes av NASA:s rymdteleskop Spitzer och TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) 2020 med transitmetoden, vilket innebär att teleskop kan observera ett litet dopp i stjärnans ljusstyrka när planeter korsar framför den.

Röda dvärgar som AU Microscopii är de vanligaste stjärnorna i Vintergatan. De borde därför vara värd för majoriteten av planeterna i vår galax. Men kan planeter som kretsar kring röda dvärgstjärnor som AU Mic b få liv att utvecklas? En viktig utmaning är att unga röda dvärgar har våldsamma stjärnfläckar som spränger ut strålning. Denna period med hög aktivitet varar mycket längre än för stjärnor som vår sol.

Fläckarna uppkomst drivs av intensiva magnetfält som trasslar in sig med  stjärnatmosfärens rörelser. När trasslet blir för intensivt bryts fälten och återansluts vilket frigör enorma mängder energi dubbelt upp till 100 gånger mer energiutkast än vår sol släpper ut vid sina utbrott. Det är ett fyrverkeri av kraftiga vindar, facklor och röntgenstrålar som spränger alla planeter som kretsar nära stjärnan, beskriver Rockcliffe.

Under dessa svåra förhållanden bör planeter som bildas inom de första 100 miljoner åren efter stjärnans födelse uppleva att deras atmosfär försvinner ut i rymden och lämna kvar en atmosfärfri kärna.

Vi vill veta vilka typer av planeter som kan klara dessa miljöer. Hur kommer de se ut när stjärnan lugnar ner sig? Och skulle det finnas någon chans till livsutveckling så småningom, eller kommer de att sluta som brända planeter? "Förlorar de så småningom det mesta av sin atmosfär (gasplaneter) och deras kvarvarande kärnor bli superjordar (stenplaneter)? Vi vet inte riktigt hur de slutliga kompositionerna blir eftersom vi inte har något liknande i vårt solsystem.

Framtida forskning kan kanske ge ett svar på detta. Tips det bör finnas ett samband och lösning på gåtan  ovan i att planeten tar olika banor runt sin sol. Någon bana får atmosfär att försvinna någon bevarar atmosfären intakt. 

Bild vikipedia AU Microscopii's fragmentskiva. En fragmentskiva är en ringformad cirkumstellär skiva av rymdstoft och spillror i omlopp runt en stjärna. För att betecknas som fragmentskiva måste ett antal krav vara uppfyllda enligt Lagrange et al., (2000)): Värdstjärnan ska befinna sig på huvudserien av spektraltyp. 

Stoftets luminositet ska vara mycket lägre än stjärnans. Värdstjärnans massa ska vara mer än hundra gånger större än massan av stoft och gas. Gasfattig; gasens massa ska vara mindre än 10x stoftets massa. Stoftkornens livstid ska vara mycket kortare än stjärnans

Nytt rön om svarta hål

 

Ett internationellt team av forskare där UNLV (UNIVERSITY OF NEVADA, LAS VEGAS) -astrofysikern Bing Zhang ingick rapporterade den 26 juli i tidskriften Nature en dedikerad observationskampanj av den galaktiska mikrokvasaren GRS 1915 + 105. Teamet avslöjade funktioner i ett mikrokvasarsystem (en aktiv galaxkärna som beroende på storlek kallas kvasar eller som ovan om den är av mindre slag mikrokvasar) som aldrig tidigare har setts. 

Med hjälp av Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) i Kina upptäcktes för första gången en kvasiperiodisk svängningssignal (QPO) i radiobandet från detta mikrokvasarsystem. QPO är ett fenomen som astronomer använder söker efter för att förstå hur stjärnsystem som svarta hål fungerar. Medan de tidigare har observerat röntgenstrålning från mikrokvasarer är radiobandstrålning unik.

Den märkliga QPO-signalen har en grovt räknat period på 0,2 sekunder (frekvens på cirka 5 Hertz), beskriver Wei Wang, professor vid Kinas Wuhan University vilken var den som ledde teamet som gjorde upptäckten. En signal som denna är unik och dyker bara upp under speciella fysiska förhållanden. Teamet hade turen att fånga signalen två gånger - i januari 2021 respektive juni 2022.

Enligt UNLV: s Zhang, chef för Nevada Center for Astrophysics kan denna unika signal vara det första beviset på aktivitet från en strålkälla som uppkommit i ett svart hål som är binär med en stjärna. Under vissa förhållanden lanserar vissa binära system där en stjärna och eyy svart hål finns och stjärnan kretsar runt hålet en stråle av en blandning av parallella strålar bestående av laddad materia och ett magnetfält som rör sig med nästan ljusets hastighet.

Där en ackretionskiva finns i svarta hålsystem (binära system) genomströmmar röntgenstrålar vanligtvis ackretionsskivan runt det svarta hålet medan radioemission vanligtvis skjuts upp från  ackretionsskivan och det svarta hålet, beskriver Zhang. 

Röntgenstrålningen här strålar  ut i olika riktningar och återgår sedan till den ursprungliga riktningen en gång var 0,2 sekund.

Zhang beskriver att en felinriktning mellan det svarta hålets rotationsaxel och dess ackretionsskiva (heta, ljusa snurrande gaser som omger det svarta hålet) kan vara det som orsakar effekten av en radiofrekvens som i detta fall. En naturlig följd av att rumtiden som släpar nära ett snabbt snurrande svart hål.

Andra möjligheter finns dock och fortsatta observationer av denna och andra galaktiska mikrokvasarkällor kommer att ge fler ledtrådar för att förstå dessa mystiska QPO-signaler, beskriver Zhang.

Studien som har beteckningen, "Sub-second periodic radio oscillation in a microquasar", publicerades den 26 juli i tidskriften Nature. Publikationen omfattar 21 medförfattare från 13 institutioner. Förutom UNLV och Wuhan University inkluderar den National Astronomical Observatories of China (NAOC) och flera andra observatorier och universitet från Kina.

Bild fantasibild av svart hål pixabay.com

Olympus Mons - Mars största vulkan och en gång vulkanö.

 

Olympus Mons är planeten Mars största vulkan och det högsta kända berget i vårt solsystem.

Tänk dig en vulkanö ungefär lika stor som Frankrike med en höjd av ca 20000 meter. Då föreställer du dig ett landskap som en gång troligen funnits på Mars.

I en Publikation i tidskriften Earth and Planetary Science Letters, beskrivs ett arbete under ledning av en CNRS-forskare hur den gigantiska vulkanen Olympus Mons på Mars delar morfologiska likheter med många aktiva vulkanöar på jorden. Forskare tror att dessa vulkanöar  uppstått ur kontakten mellan vatten och lava. Så misstänker man att även Olympus Mons blivit till.

Liknande historia tror man även att den norra flanken av vulkanen Alba Mons som ligger mer än 1500 km från Olympus Mons kom till under. 

Tillsammans stöder teorin att det en gång fanns hav på Mars norra lågland. Kan vi i framtiden få en exakt datering av de vulkaniska bergarterna på Mars kan det ge information om Mars klimatutveckling över tid.

Bild vikipedia Olympus Mons fotograferat av sonden Viking 1 i juni 1978. Bilden är en mosaik skapad av svartvita fotografier i medelhög upplösning och färgfoto med låg upplösning.

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.

Kina ska sända upp zebrafisk till sin rymdstation

 

Kina planerar att skicka zebrafisk till sin rymdstation i framtiden.

Dessa zebrafiskar kommer att skickas in i omloppsbana på Kinas rymdstation Tiangong i ett litet slutet ekosystem som en del av forskningen om interaktionen mellan fisk och mikroorganismer, rapporterade nyligen  Shanghai-baserade Guancha.cn. Experimentet kommer  att stödja forskning om benförlust hos astronauter.

Zhang Wei, assistent till överbefälhavaren för Kinas bemannade rymdtekniska rymdapplikationssystem, berättade om ovan plan för kinesiska medier om planen under ett seminarium för rymdstationsvetenskap och applikationsprojekt i Peking den 10 juli 2023. Ytterligare information om tidslinjen för experimentet och dess akvatiska apparater avslöjades inte.

Zebrafiskar har tidigare sänts ut i rymden. Den gången till Sovjetunionens rymdstation Saljut 5  1976 under Sojuz 21-uppdraget. Sovjetiska kosmonauter utförde den gången experiment med zebrafisk och fann att zebrafisken tycktes förändra några av sina beteenden i mikrogravitation.

Bild vikipedia på en zebrafisk.