Livets kosmiska betydelse

 

I en  nyligen publicerad artikel visar forskare vid den kemiska institutionen vid  University of Hawaii i Mānoa hur några av livets viktiga molekyler kan ha bildats i rymden vilket kan ha blivit början till utvecklingen av det liv som uppstod på jorden.

Molekylerna i fråga kallas kvävebärande aromatiska molekyler viktiga inom många områden inom kemi och biologi. De fungerar som byggstenar för ett brett spektrum av föreningar, inklusive läkemedel, färgämnen, plast och naturprodukter. Aromatiska molekyler finns också i viktiga biomolekyler som aminosyror, nukleinsyror (DNA och RNA) och vitaminer.

Med hjälp av molekylära strålar återskapade kemiteamet vid UH, under ledning av professor Ralf I. Kaiser, miljöerna i Oxens molekylmoln (ett tätt område av interstellär gas och stoft i stjärnbilden Oxen, där nya stjärnor aktivt bildas) och Saturnus måne Titans atmosfär (vilkens miljö liknar jordens tidiga förhållanden på grund och dess kväverika sammansättning och närvaro av metan). Titan är Saturnus största måne.

I kombination med beräkningar av elektronstrukturen i denna atmosfär av professor Alexander M. Mebel (Florida International University), tillsammans med interstellär (professor Xiaohu Li, Chinese Academy of Sciences) och atmosfärisk modellering (professor Jean-Christophe Loison, University of Bordeaux), kunde postdoktor Zhenghai Yang lokalisera grundläggande strukturella enheter av aromatiska (inte relaterade till lukt) molekyler, vilket erbjuder nya vägar för att förstå hur byggstenarna i DNA och RNA kan ha bildats i rymden. Vägar som därigenom omformat våra idéer om hur livets ingredienser uppstod i  galaxen.

"Studien tyder på att kvävebärande aromatiska molekyler som pyridin, pyridinyl och (iso)kinolin - kan ha syntetiserats i miljöer som de i atmosfären på Titan då denna atmosfär liknar den vi en gånga hade på jorden ", beskriver Kaiser. (Likheter av Titans atmosfär i dag och Jordens i dess första tid)

– Att förstå hur dessa molekyler bildas är avgörande för att lösa mysterierna kring livets uppkomst. Upptäckter som dessa kan få framtida konsekvenser, bland annat för praktiska tillämpningar inte bara inom bioteknik och syntetisk biologi, utan också inom förbrännings-vetenskap.

Bild flickr.com

Enorma magnetiska rotationsrörelser i Vintergatans halo

 

I en ny studiI en ny studie publicerad i The Astrophysical Journal den 10 maj har Dr. XU Jun och Prof. HAN Jinlin från National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) avslöjat  enorma magnetiska rörelser i Vintergatans halo.  Dessa magnetiska rörelser är grundläggande för kosmisk strålningsutbredning och ger avgörande begränsningar för de fysiska processerna i det interstellära mediet och ursprunget till kosmiska magnetfält.

Prof. HAN, ledande forskare inom  forskningsområdet har undersökt dessa magnetfältsstrukturer längs med  spiralarmarna i den galaktiska skivan under ett långsiktigt projekt som bestått av att mäta polarisationen hos pulsarer och  Faraday-effekten (en beskrivning för interaktionen mellan ljus och ett magnetiskt fält inom fysiken). År 1997 fann HAN en slående antisymmetri av Faraday-effekterna i kosmiska radiokällor i skyn  på koordinaterna av vår galax Vintergatan, vilket visar att magnetfälten i Vintergatans halo har en roterande fältstruktur med omvända magnetfältsriktningar under och över det galaktiska planet. 

Att bestämma storleken på dessa rotationer eller styrkan av dessa magnetfält har dock varit en svår uppgift för astronomer i årtionden. Forskarna misstänkte att antisymmetrin i fördelningen av Faradays effekter i radiokällor enbart kunde produceras i det interstellära mediet i närheten av solen eftersom pulsarer och vissa närliggande radioemissionsobjekt, som finns ganska nära solen, uppvisar Faraday-effekter som överensstämmer med antisymmetrin. Nyckeln är att visa om magnetfälten i väldiga galaktiska halon har en sådan rotationstruktur utanför solens närhet.

I studien föreslog professor HAN på ett innovativt sätt att Faradays rotation från det interstellära mediet i närheten av solen skulle kunna beräknas genom mätningar av ett stort antal pulsarer, av vilka några nyligen hittats av Five-hundred Aperture Spherical radio Telescope (FAST) och sedan subtrahera dessa från resultaten av mätning mätningar av kosmiska bakgrundskällor. All mätdata från Faradays rotation under de senaste 30 åren har samlats in av Dr. XU. Genom dataanalys fann forskarna att antisymmetrin i Faraday effekt som orsakas av mediet i den galaktiska halon som finns i Vintergatans centrum till anticentrum, vilket innebär att rotation i magnetfält med en sådan udda symmetri har en enorm storlek och finns i en radie som sträcker sig från 6000 ljusår till 50000 ljusår från Vintergatans centrum.

Bild https://www.esa.in  Den här bilden är inte på Vintergatan utan på Sombrerogalaxen eller M104 och togs av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble. Men visar vad en galaktisk halo är.

Den galaktiska skivan visar spiralarmar som liknar Vintergatans. Ovanför och under skivan syns den galaktiska halon tydligt. Denna halo är en sfär som innehåller färre stjärnor i volym jämfört med den galaktiska skivan.

Hur fosfor uppkommer i rymden

 

Efter Big Bang bestod nästan all materia i universum av väte. Övriga grundämnen bildades senare genom kärnreaktioner inuti stjärnor eller när stjärnor exploderade som supernovor. Men det finns en mängd olika stjärnor och en mängd olika sätt stjärnor kan explodera på. Astronomer försöker fortfarande finna vilka processer som var viktiga för att skapa det överflöd av grundämnen som finns idag. Astronomer har föreslagit en ny teori för att förklara ursprunget till fosfor, ett av de grundämnen som är viktiga för livet på jorden.

I studien föreslår Kenji Bekki, vid University of Western Australia, och Takuji Tsujimoto, vid Japans nationella astronomiska observatorium, en ny modell baserad på syre-neonnovor, betecknade som "ONe-novor", för att förklara överflödet av fosfor. En ONe-nova uppstår när materia byggs upp på ytan av en syre-neon-magnesiumrik vit dvärgstjärna som värms upp tillsen explosiv skenande kärnfusion uppkommer.

Modellen förutspår att en stor mängd fosfor kommer att frigöras i en ONe-nova och att antalet novor därute beror på stjärnornas kemiska sammansättning. Forskarna uppskattar att merparten av ONe-novor nådde sin topp för cirka 8 miljarder år sedan vilket innebär att fosfor skulle ha varit lättillgängligt när vårt solsystem började bildas för cirka 4,6 miljarder år sedan.

Modellen förutsäger att ONe-novor även  gav en klorförstärkning liknande fosforförstärkningen. Det finns dock ännu inte tillräckligt med observationsdata för klor för att bekräfta detta men det ger en testbar hypotes för att kontrollera giltigheten i detta  ONe-novamodellen.

 Framtida observationer av stjärnor i den yttre delen av Vintergatan kommer att ge den data som behövs för att se om det även förutspådda järnberoendet och klorförstärkningen stämmer överens med verkligheten, eller om man behöver tänka om.

Bild Rawpixel.com

Planeten TOI-6713.01 har en högre temperatur än många stjärnor har

 

Planeten TOI-6713.01  finns 66 ljusår bort den tar bara 2,2 jorddagar på sig att ta runda sin sol.

University of California, Riverside (UC Riverside)astrofysikern Stephen Kane hade aldrig förväntat sig att upptäcka en planet i detta avlägsna solsystem som är täckt av så många aktiva vulkaner att den på avstånd har en eldflammig glödande röd nyans.

"Det var ett av de där upptäcktsögonblicken när du tänker, 'wow, det är fantastiskt att det här faktiskt kan existera', beskriver Kane i en artikel om upptäckten som har publicerats i The Astronomical Journal.

NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite, (TESS) som sköts upp 2018 söker efter exoplaneter – planeter utanför vårt solsystem – som kretsar kring de ljusaste stjärnorna på himlen var teleskopet som först upptäckte exoplaneten därav beteckning T.

Kane studerade ett stjärnsystem som kallas HD 104067cirka 66 ljusår från vår sol i riktning mot stjärnbilden Korpen. Solsystemet var sedan tidigare känt för att hysa en jätteplanet. TESS upptäckte här signaler från en ny stenplanet. När Kane samlade in data av den upptäckta planeten hittade han oväntat ytterligare en, vilket innebär att det totala antalet kända planeter i systemet nu är tre.

Den nya TESS-upptäckta planeten är en stenplanet likt jorden är men 30 procent större. Till skillnad från jorden har den dock mer gemensamt med Jupiters steniga innersta måne Io. Io är den mest vulkaniskt aktiva kroppen i vårt solsystem. Kane beräknade att yttemperaturen på den upptäckta planeten, som fått beteckningen TOI-6713.01 är  2300C vilket är varmare än vissa stjärnor är.

Gravitationskrafter är skyldiga till den vulkaniska aktiviteten både på Io och TOI-6713.01. Io ligger mycket nära Jupiter. Kane förklarade att Jupiters andra månar tvingar Io in i en elliptisk eller "excentrisk" bana runt planeten, som i sig har en mycket stark gravitationskraft.

"Om de andra månarna inte fanns där skulle Io finnas i en cirkulär omloppsbana runt Jupiter och det skulle vara lugnt på Io:s yta. Men istället pressar Jupiters gravitation Io nu så hårt att den får vulkanutbrott hela tiden, beskriver Kane.

På samma sätt finns det två planeter i HD 104067-systemet som ligger längre bort från stjärnan än TOI-6713.01. De yttre planeterna tvingar här den inre TOI-6713.01 in i en excentrisk mycket närliggande bana runt sin sol som pressar ihop planeten när den kretsar och roterar. Framöver skulle Kane och hans kollegor vilja mäta den brinnande planetens massa och få veta dess densitet. Detta skulle tala om för dem hur mycket material som finns tillgängligt för att blåsa ut från vulkanerna.

Kane beskriver att tidvatteneffekter på planeter historiskt sett inte har varit ett stort fokus i exoplanetforskning. Kanske kommer det att ändras i och med den här upptäckten.

Bild https://news.ucr.edu/  Illustration av vulkanisk exoplanet. (Arkadiusz Warguła/iStock/Getty).

En sedan 25 år förvunnen spionsatellit har hittats

 

Satelliten S73-7 från kalla kriget, officiellt kallad Infra-Red Calibration Balloon (S73-7) är drygt 60 cm i diameter. Det var amerikanska flygvapnets rymdtestprogram som den 10 april 1974  sköt upp den tillsammans med en mycket större spionsatellit, skriver tidningen Gizmodo.

Enligt tidningen var det meningen att ballongen skulle blåsas upp efter uppskjutningen men det skedde inte. Efter haveriet tappade man ballongen ur sikte två gånger – en gång på 1970-talet och sedan en gång till och under en mycket längre tid i början på 1990-talet då markbaserade sensorer inte längre kunde upptäcka den.

Under ett kvarts sekel såg analytiker i 18th Space Defense Squadron, den grupp som ansvarar för att spåra alla människotillverkade objekt i jordens omloppsbana, ingenting av S73-7, skriver tidningen Popular Science. I experternas medvetande var ballongen nu förlorad som rymdskrot och i bana runt jorden.

Men så plötsligt, i slutet av april 2024 blev den synlig igen. En analytiker såg S73-7 dyka upp på sensordata, beskrev astrofysiker Jonathan McDowell verksam vid Harvard–Smithsonian Center. Den fanns som väntat i jordens omloppsbana och nu kunde dess bana följas igen. Att S73-7 är liten och till stor del består av icke-metallisk materia gör det svårare för radar att upptäcka den beskriver McDowell till Gizmodo. Dessutom spårar forskare varje dag över 20 000 objekt (oftast rymdskrot) som snurrar i jordens omloppsbana vilket är mycket att hålla koll på.

En återupptäckt som denna är en triumf för analytiker som försöker hålla reda på de tusentals objekt som kretsar runt vår planet. Om något försvinner är det ingen katastrof.

Men om för många försvinner ökar risken för överraskande  kollisioner eller nedfall av skräpet, enligt United Nations University.

Skräp som kan falla ner genom atmosfären och skada något eller krocka med ex rymdstationen där ute.

Bild https://www.sciencetimes.com/ Satelliten S73-7 som har varit försvunnen återupptäckt i omloppsbana oupptäckt i 25 år (Foto: Wikimedia Commons/NASA)

Oväntad vulkanism vid Chang'e-6 landningsplats på månen

 

Dr Yuqi QIAN och professorerna Joseph MICHALSKI och Guochun ZHAO vid institutionen för geovetenskaper vid University of Hong Kong (HKU) och deras internationella samarbetspartners har studerat vulkanismen i Apollokratern och dess omgivning vilket avslöjade den mystiska och upprepade vulkanismen på Chang'e-6-landningsplats. En studie som gav betydande resultat av Chang'e-6-provets analys av ursprunget till måndikotomin.

Studien har visat att Apollobäckenet haft omfattande vulkanisk aktivitet som varade från Nectarian (~4,05 miljarder år sedan) till den Eratosthenian perioden (~1,79 miljarder år sedan). Den vulkaniska aktiviteten i området påverkades signifikant av jordskorpans tjocklek. Gångar i mellantjock skorpa tenderar att stanna under kraterns botten och sprida sig i sidled för att bilda en tröskel och en marksprucken krater.

Gångar under jordskorpan som tunnades ut av Apollokratern nådde direkt upp till ytan och fick vulkanutbrott att ske och bildade utbredda lavaflöden och gångar i den kraftiga skorpan där den stannade upp innan den  nådde ytan och bildade basaltiska intrusioner. "Detta fundamentala fynd indikerar att skillnaden i jordskorpans tjocklek mellan nearside och farside kan vara den främsta orsaken till månens asymmetriska vulkanism", beskriver Dr Qian. "Detta kan nu analyseras av de returnerade Chang'e-6-proverna."

För den södra slätten i Apollobassängen, där Chang'e-6 kommer att landa (25 juni 2024) finns spår efter minst två utbrott. Det tidiga hade ett utbrott för ~3,34 miljarder år sedan med låg Ti-sammansättning (titanium) och täckte hela det topografiskt lågområdet mellan Apollo-toppens ring och kraterkanten. Det senare utbrottet inträffade för ~3,07 miljarder år sedan med hög Ti-sammansättning nära Chaffee S-kratern och dess lava flöt österut under minskande tjocklek på sin väg tills den stötte på proto-skrynkliga åsryggar.

Studieförfattarna föreslog att basalter med hög Ti i väst har de mest rikliga vetenskapliga betydelserna. Provtagning skulle ge basalter med hög Ti-halt, underliggande basalt med låg Ti-halt och exotiska nonmare-material (non-mare materials are characterized by more magnesian pyroxene compositions compared to the basalts) som transporterades genom nedslag. Professor Michalski betonade: "Olika provkällor kan ge viktiga insikter till att lösa en rad månvetenskapliga frågor i Apollokratern."

Bild vikipedia (engelsk) Chang'e-5/6 rymdfarkost fullskalig storlek.

Färden in i ett svart hål.

 

Jeremy Schnittman är astrofysiker vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland och konstruktör för visualiseringar av hur det skulle vara att åka ner i ett svart hål. Han har datasimulerat två olika scenarier; ett där en kamera som stand-in för en astronaut – precis missar händelsehorisonten och slungas ut igen och ett där denne korsar gränsen och faller in.

Visualiseringarna är tillgängliga av flera slag. Förklarande videor fungerar som sightseeingguider och belyser de bisarra effekterna av Einsteins allmänna relativitetsteori. Versioner som återges som 360 - gradersfilmer  låter tittarna se sig omkring under nedresan, medan andra versioner spelas upp som tvådimensionella kartor över rymden. Videorna finns även på youtube.

För att skapa visualiseringarna samarbetade Schnittman med Goddard-forskaren Brian Powell i användningen av superdatorn Discover vid NASA Center for Climate Simulation. Projektet genererade cirka 10 terabyte data vilket motsvarar ungefär hälften av det uppskattade textinnehållet i Library of Congress – och tog cirka 5 dagar på 0,3 % av Discovers 129 000 processorer. Samma bedrift skulle ta mer än ett decennium på en vanlig bärbar dator.

Destinationen i filmerna är ett supermassivt svart hål med en massa på 4,3 miljoner gånger solens massa vilket motsvarar det svarta hålet i mitten av Vintergatan.

Bild vikipedia Simulering av hur ett svart hål bortanför Vintergatan skulle se ut. Det svarta hålet har 10 solmassor och ses här från ett avstånd på 600 km. För att upprätthålla detta avstånd krävs en motacceleration på omkring 400 miljoner g-krafter.