Dyngbaggen och Vintergatan

 

Bild wikipedia på en dyngbagge.

 Dyngbaggen är en insektsart som utvecklades för 130 miljoner år sedan och nu har gett inspiration till en ny forskningsstudie med syftet att förbättra navigationssystem för drönare, robotar och satelliter i omloppsbana.

Dyngbaggen är den första kända arten som använder Vintergatan på natten för att navigera med fokus på stjärnkonstellationen i denna som en referenspunkt för att rulla dyngbollar i en rak linje bort från sina konkurrenter.

Svenska forskare gjorde denna upptäckt 2013 och ett decennium senare modellerar australiensiska ingenjörer med samma teknik som dyngbaggen använder för att utveckla en AI-sensor som exakt kan mäta och orientera sig efter Vintergatan i svagt ljus.

Fjärranalysingenjören professor Javaan Chahl vid University of South Australia och hans forskargrupp har använt datorseende för att visa att den strimma av ljus som bildas från Vintergatan inte påverkas av rörelseoskärpa till skillnad från ljuset från enskilda stjärnor.

"Nattaktiva dyngbaggar rör sitt huvud och sin kropp mycket när de rullar gödselbollar över ett fält och behöver då en fast orienteringspunkt på natthimlen för att hjälpa dem att styra i en rak linje", beskriver professor Chahl. Deras små sammansatta ögon gör det svårt att urskilja enskilda stjärnor särskilt då de är i rörelse medan Vintergatan däremot är mer synlig.

I en serie experiment med en kamera monterad på taket på ett fordon fångade UniSA-forskarna bilder av Vintergatan medan fordonet var både stillastående och i rörelse. Med hjälp av information från dessa bilder har de nu utvecklat ett system för datorseende som på ett tillförlitligt sätt mäter utefter Vintergatans orientering vilket är det första steget mot att bygga ett navigationssystem som utgår från Vintergatans läge.

Huvudförfattaren till studien UniSA-doktoranden (University of South Australia) Yiting Tao beskriver att orienteringssensorn kan vara en reservmetod för att stabilisera satelliter och hjälpa drönare och robotar att navigera i svagt ljus även när det finns mycket oskärpa orsakad av rörelse och vibrationer.

– I nästa steg vill jag sätta algoritmen på en drönare och låta den styra ett flygplan under flygning under natten, beskriver Tao.

Solen däremot hjälper många insekter att navigera under dagen, bland annat getingar, trollsländor, honungsbin och ökenmyror. På natten är månen en referenspunkt för nattaktiva insekter men månen är inte alltid synlig vilket är anledningen till att dyngbaggar och vissa malar använder Vintergatan för att orientera sig.

Professor Chahl säger att insektssyn länge har inspirerat ingenjörer när det gäller navigationssystem.

"Insekter har löst navigationsproblem i miljontals år inklusive de som även de mest avancerade maskinerna kämpar med att lösa. Och de har gjort det i ett pyttelitet paket. Deras hjärnor består av endast tiotusentals nervceller jämfört med miljarder nervceller hos människan men det lyckas likväl av naturen att hitta lösningar.

Resultaten har publicerats i tidskriften Biomimetics.

En video som visar mer om forskningen finns här: Dyngbaggar guidade av Vintergatan (youtube.com)

Polstjärnan har upptäckts vara fläckig

 

Bild wikipedia (engelska) . Polaris-komponenter sedda av rymdteleskopet Hubble

Även om Polarstjärnan (Polaris) för blotta ögat ser ut som en enda stjärna är Polaris ett trippelstjärnsystem bestående av den primära stjärnan, en gul superjätte med beteckningen Polaris B i omloppsbana med en mindre följeslagare, Polaris Ab; Detta par befinner sig i sin tur  i en större omloppsbana runt Polaris A

Forskare har med hjälp av Georgia State Universitys Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) Array identifierat nya detaljer om storleken och utseendet på polstjärnan.

Ett team av astronomer under ledning av Nancy Evans vid Centrum för astrofysik | Harvard & Smithsonian observerade Polaris med hjälp av den optiska interferometriska uppställningen CHARA bestående av sex teleskop vid Mount Wilson, Kalifornien. Målet med observationen var att kartlägga omloppsbanan för den näraliggande ljussvaga följeslagaren Ab som kretsar runt PolarisA  vart 30:e år.

"Den lilla separationen och den stora kontrasten i ljusstyrka mellan de två stjärnorna gör det extremt utmanande att upplösa dubbelstjärnesystemet  så stjärnorna syns när de är som närmast oss", beskriver Evans. Systemet ses annars som en enda stjärna.

CHARA Array kombinerar ljuset från sex teleskop som är utspridda över bergstoppen vid Mount Wilson-observatoriet. Genom att kombinera ljuset fungerade CHARA Array som ett 330-metersteleskop för att upptäcka den svaga följeslagaren när den passerade nära Polaris. Observationerna av Polaris registrerades detta med kameran MIRC-X vilken byggdes av astronomer vid University of Michigan och Exeter University i Storbritannien. MIRC-X-kameran har den anmärkningsvärda förmågan att fånga detaljer på stjärnors ytor.

Teamet lyckades spåra omloppsbanan för den närliggande följeslagaren och mätte förändringar i storlek och ljusstyrka  på cepheiden de som ingick i gruppen (stjärnor som varierar i ljusstyrka över tid kort eller lång tid) när den pulserade. Rörelsen i omloppsbana visade att Polaris större stjärna har en massa som är fem gånger större än vår sols. Bilderna av Polaris visade att den mindre stjärnan har en diameter som är 46 gånger så stor som vår sol. 

Den största överraskningen var att Polaris dök upp i närbilder. CHARA-observationerna gav den första glimten av hur ytan på en cepheidvariabel ser ut.

Chara-bilderna avslöjade stora ljusa och mörka fläckar på ytan av den större av stjärnorna Polaris som förändrades över tid", beskriver Gail Schaefer, chef för CHARA Array. Närvaron av fläckar och stjärnans rotation kan vara kopplad till en 120-dagars variation i uppmätt hastighet av rotationen.

"Vi planerar att fortsätta se på Polaris i framtiden", påtalar John Monnier, professor i astronomi vid University of Michigan. "Vi hoppas att bättre förstå mekanismen som genererar fläckarna på ytan av Polaris."

De nya observationerna av Polaris gjordes och registrerades som en del av open access-programmet vid CHARA Array, där astronomer från hela världen kan ansöka om tid genom National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NOIRLab).

Forskningsresultatet är publicerat i The Astrophysical Journal.

200 kända mars-meteoriter som träffat Jorden kommer från två vulkaniska områden Tharsis och Elysium

 

Forskare vid University of Alberta har tillsammans med forskarkollegor över hela världen  identifierat de specifika platser som de flesta av de cirka 200 marsmeteoriter som hamnat på Jorden kommit från. De har spårat meteoriterna till fem nedslagskratrar i två vulkaniska områden på Mars som kallas Tharsis och Elysium.

– Upptäckten förändrar i grunden nu hur vi studerar meteoriter från Mars, beskriver Chris Herd professor vid Naturvetenskapliga fakulteten och intendent vid University of Albertas meteoritsamling. "Idén var att ta en grupp meteoriter som alla sprängdes ut samtidigt och sedan göra riktade studier på dem för att avgöra var de befann sig innan de kastades ut."

Marsmeteoriter hittar sin väg till jorden när något träffar Mars yta så hårt att material "sprängs bort från ytan och accelereras tillräckligt snabbt för att lämna Mars gravitation och dessa tar kurs mot Jorden", beskriver Herd. Detta utkastade material skjuts ut i rymden, hamnar i en omloppsbana runt solen där vissa delar r så småningom hamnar på Jorden som meteoriter. Explosioner som lämnar efter sig en nedslagskrater på Mars yta. Detta har hänt 10 gånger under Mars senaste historia.

"Vi tror att vi har hittat källkratrarna för hälften av alla de 10 grupperna från de 10 nedslagen av meteoriter på och  från Mars", beskriver Herd.

Studien är nyligen publicerad i Science Advances.

Bild wikipedia på platsen där Elysium Plantia finns på Mars.

Astronauter riskerar synproblem.

 

Mer än 70 % av astronauterna upplever enligt NASA ett fenomen som kallas Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome (SANS). Syndromet kan ha "en konstellation av symtom inklusive förändringar av synen", beskriver Matt Lyon, MD, chef för MCG Center for Telehealth (Medical College of GeorgiaMCG Center for Telehealth vid Augusta University)

Utöver ögonproblem kan astronauter drabbas av andra sjukdomar när kroppsvätskor t.ex. cerebrospinalvätska förändras under tyngdlöshet vilket kan leda till strukturella förändringar i hjärnan.

"Förändringarna börjar ske från dag ett i rymden", beskriver Lyon. – Vi är inte helt säkra på vad som orsakar problemen med synen men misstänker att det har att göra med en förskjutning av ryggmärgsvätska som påverkar synnerven. På jorden trycker gravitation ner vätskan och den rinner ut från nervtråden men i rymden flyter den upp och trycker mot synnerven och näthinnan. Med hjälp av bärbara, handhållna ultraljudsmaskiner hoppas Lyon och hans team inte bara kunna ta reda på mekanismen bakom förändringarna utan också hur man ska kunna förutsäga vilka astronauter som mest sannolikt kommer att uppleva dem.

MCG patenterade konceptet att använda bärbart ultraljud för att snabbt visualisera skador från tryck- och vätskeförändringar i den optiska nervskidan, lagret av skyddande membran runt nerven. Lyon undersöker hur denna del av hjärnan påverkas av förhöjt kranialtryck och lindriga traumatiska hjärnskador. När hjärnan är skadad sväller den liksom många andra organ och fylls med vätska.

Forskare arbetade med URSUS Medical Designs LLC, ett Pennsylvania-baserat bioteknikföretag med expertis där som arbetade inom ultraljud för att bygga en 3D-ultraljudsmaskin som hjälpmedel. Ett ettårigt bidrag på 350 000 USD för Small Business Innovation Research från National Institutes of Health finansierade projektet för att bygga en enhet som tillförde ytterligare en dimension till 2D-givare.

Lyon och MCG:s forskargrupp använder nu dessa ultraljudsmaskiner för att screena astronauter och avgöra vilka av dem som redan kan ha skadade synnerver. De misstänker att det är de som kommer att vara mer mottagliga för de synförändringar som är förknippade med SANS.

"Vi upptäckte att när det cerebrala ryggradstrycket ger milda traumatiska hjärnskador (TBI), uppstår en skada på synnervskidan som sannolikt är livslång", förklarade han. – Vi tror att då astronauter som har drabbats av hjärnskakning eller mild TBI åker ut i rymden och upplever vätskeskiftningar i låg gravitation, så vidgas manteln av den ökade volymen.

 Det är som ett däck - ett vanligt däck behåller sin normala form eftersom det är fyllt med luft och formen förändras inte. När det är skadat som utbuktningar på sidan av däcket fyller vätska utbuktningarna och manteln expanderar. Detta kan orsaka tryck på nerven och näthinnan. Ett skadat nervskidhölje är ett mindre problem på jorden men i rymden har överskottsvätskan ingenstans att ta vägen. Forskarna vet ännu inte om synförändringarna orsakas av den stora mängden vätska av det tillhörande trycket eller både och.

Det utbildas nu besättningsmedlemmar på Polaris Dawn(en privat finansierad bemannad rymdfärd med en Dragon 2-rymdfarkost från SpaceX) i att använda dessa ultraljudsmaskiner för att mäta både vätska och tryck i realtid under rymdfärd. 

Bild wikipedia.

Jakten på varifrån asteroiden som ödelade dinosauriernas värld kom från.

 

Geologiforskare vid universitetet i Köln har nyligen avslutat en internationell studie om varifrån den stora asteroid som träffade jorden för cirka 66 miljoner år sedan kom  som förändrade klimatet under en lång tid och resulterade i massutrotning av dinosaurierna.

Forskarna analyserade prov från det berglager som markerar gränsen mellan krita och paleogen. Under denna period skedde det sista stora massutdöendet på jorden, då cirka 70 procent av alla djurarter dog ut troligen beroende på asteroidens nedslags  effekter. Resultaten av studien, som publicerats i Science  tyder på att asteroiden bildats utanför Jupiters omloppsbana under  solsystemets tidigaste tid.

Enligt en allmänt accepterad teori utlöstes massutdöendet av dinosauriernas värld vid skiftet mellan krita och paleogen av ett nedslag av en asteroid med en diameter på minst 10 kilometer nära Chicxulub på Yucatánhalvön i Mexiko för 66 miljoner år sedan. Vid nedslaget förångades asteroiden och stora mängder sten. Fina stoftpartiklar spreds då upp i stratosfären och skymde solen. Detta ledde till dramatiska förändringar i levnadsvillkoren på planeten och ledde till att fotosyntesen avstannade under flera år. Mörker och kyla rådde.

Dammpartiklarna som frigjordes vid nedslaget bildade ett lager av sediment runt hela jordklotet. Det är därför gränsen mellan krita och paleogen kan identifieras och prover lätt kan tas på många platser på jorden från den tiden. Denna tid paleogen sammanfaller med massutdöendet vid slutet av krita och tiden då däggdjur i större mängd började finnas.Proverna innehåller höga koncentrationer av platinametaller. 

Metaller som kommer från asteroiden  som annars är extremt sällsynta i de bergarter som bildar jordskorpan.

Genom att analysera isotopsammansättningen av platinametallen rutenium i renrumslaboratoriet vid Kölns universitets institut för geologi och mineralogi upptäckte forskarna att asteroiden ursprungligen kom från det yttre solsystemet.

 – Asteroidens sammansättning stämmer överens med den hos kolhaltiga asteroider som bildades utanför Jupiters omloppsbana då solsystemet bildades, beskriver Mario Fischer-Gödde vid Köln universitet  huvudförfattare till studien.

Bild https://www.flickr.com/

Upptäckten av ett tidigare okänt fenomen som påverkar Van Allenbältena.

 

Två forskare vid University of Alaska Fairbanks har upptäckt en ny typ av elektromagnetisk våg vilken transporterar en betydande mängd blixtenergi (energi från åskväder) till jordens magnetosfär.

Vikas Sonwalkar, professor emeritus och Amani Reddy, biträdande professor upptäckte den nya typen av våg. Vågen transporterar blixtenergi, som kommer in i jonosfären på låga breddgrader och fortsätter upp till magnetosfären. Energin reflekteras uppåt av jonosfärens nedre gräns till cirka 55 mils höjd på det motsatta halvklotet.

Tidigare har man trott, skriver författarna, att blixtenergi som kommer in i jonosfären på låga breddgrader förblir fångad i jonosfären och därför inte når de två Van Allenbältena. Bältena (det inre och det yttre) består av två lager av laddade partiklar som omger Jorden och hålls på plats av jordens magnetfält.

"Vi som samhälle är beroende av rymdteknik", säger Sonwalkar. "Moderna kommunikations- och navigationssystem, satelliter och rymdfarkoster med astronauter ombord stöter på skadliga energirika partiklar från strålningsbältena, vilket kan skada elektronik och även orsaka cancer.

"Att ha en större kunskap av dessa strålningsbälten och de olika elektromagnetiska vågor som finns här som dessa som kommer från markbundna blixtar är avgörande för mänsklig trygghet i rymden", beskriver han.

Jonosfären är ett lager av jordens övre atmosfär som kännetecknas av en hög koncentration av joner och fria elektroner. Den uppstår av solstrålning och kosmisk strålning, vilket gör den ledande och den är avgörande för radiokommunikation eftersom den reflekterar och modifierar radiovågor.

Jordens magnetosfär är ett område i rymden som omger planeten och skapas av jordens magnetfält. Det ger en skyddande barriär som förhindrar de flesta av solvindens partiklar från att nå atmosfären och skada liv och teknik.

I sin forskning använde författarna plasmavågsdata från NASA:s Van Allen Probes, som sköts upp 2012 och var i drift fram till 2019, och blixtdata från World Wide Lightning Detection Network.

En majoritet av blixtarna inträffar på de låga breddgraderna, i tropiska och subtropiska områden som ofta är utsatta för kraftiga åskväder.

Sonwalkar och Reddys forskning stöds av anslag från National Science Foundation och NASA EPSCoR, det etablerade programmet för att stimulera konkurrenskraftig forskning.

Forskningsresultatet publiceras nyligen i Science Advances.

Bild wikipedia på Jordens inre och yttre strålningsbälten.

Vad fick den röda stjärnan att snabbt röra sig genom Vintergatan

 

Det ser ut som om solen är stationär medan planeterna i solsystemet rör sig men inte heller solen  är stationär utan kretsar runt Vintergatan med en hastighet av cirka 220 kilometer per sekund.

Hur snabbt det än kan tyckas har nu en svagt lysande röd stjärna upptäckts röra sig ännu snabbare därute med en hastighet av cirka 600 kilometer per sekund.

Stjärnan som har en mycket låg massa och som rör sig i  "hyperhastighet" har upptäckts med hjälp av medborgarforskare och ett team av astronomer i USA  med hjälp av flera teleskop, ex två på Hawaii – W. M. Keck-observatoriet på Maunakea, Hawaii Island och University of Hawaii Institute for Astronomy Pan-STARRS på Haleakalā, Maui. Stjärnan finns 400 ljusår från jorden och är den närmast kända hyperhastighetsstjärnan till oss.

Men mer anmärkningsvärt är att  stjärnan kan röra sig på en bana som kan resultera i att den en lämnar Vintergatan helt och hållet.

Studieresultatet var under ledning av Adam Burgasser, professor i astronomi och astrofysik vid University of California (UC) i San Diego har nyligen accepterats för publicering i The Astrophysical Journal Letters och finns tillgänglig i preprint-format på arXiv.org.

Stjärnan har beteckningen CWISE J124909+362116.0 upptäcktes först av några av de över 80 000 frivilliga medborgarforskare som deltar i projektet Backyard Worlds vilka söker efter Planet 9  och i detta arbete kammar igenom enorma mängder data som samlats in under de senaste 14 åren vid NASA:s Wide-field Infrared SurveyExplorer (WISE) -uppdrag. 

Bild wikipedia Proxima Centauri, solsystemets närmaste grannstjärna i rymden (4,2 ljusår) är även den en röd dvärgstjärna. Dock ej den som ovan inlägg handlar om.