Lämpliga exomånar för att hysa liv

 

Bilden En realistisk skildring av en fritt flytande gasjätteplanet med en jordliknande måne som kanske kan  hysa liv (jordliknande måne) © Dahlbüdding/DALL-E

Flytande vatten anses vara nödvändigt för att liv ska kunna uppkomma. Överraskande nog kan dessa stabila förhållanden som gynnar liv existera långt från vilken stjärna som helst (vatten finnas).

 Ett forskarteam från Excellence Cluster ORIGINS vid LMU (Ludwig-Maximilians-Universität München) och Max Planck-institutet för utomjordisk fysik (MPE) har visat att månar runt fritt flytande planeter (planeter utan närhet till en sol) kan flytande vattenhav i upp till 4,3 miljarder år tack vare täta väteatmosfärer och tidvattenuppvärmning – det vill säga nästan lika länge som jorden har funnits och tillräckligt med tid för att komplext liv ska kunna utvecklas. Planetsystem bildas ofta under instabila förhållanden.

Om unga planeter kommer för nära sin sol kan de kastas  ur sina banor. Detta skapar fritt svävande planeter (FFP), som vandrar genom galaxen utan en sol. I en tidigare studie av LMU-fysikern Dr. Giulia Roccetti har visats att gasjättar som kastats ut från sin stjärna inte nödvändigtvis förlorar  sina månar i processen. Utkastningen förändrar dock månarnas banor. De blir mycket elliptiska så  avståndet till planeten ständigt förändras. De då resulterande tidvattenkrafterna deformerar rytmiskt dessa månar komprimerar dess inre och genererar värme genom friktion.

Denna tidvattenuppvärmning kan vara tillräcklig för att upprätthålla hav av flytande vatten på ytan även utan den frånvarande energin från en stjärna  i det kalla interstellära rummet. Atmosfär avgör om denna värme behålls vid ytan. På jorden fungerar koldioxid som en effektiv växthusgas.

Tidigare studier hade visat att koldioxid kan stabilisera livsvänliga förhållanden på exomånar under perioder på upp till 1,6 miljarder år. Under de extremt låga temperaturerna i fritt flytande system skulle dock koldioxid kondensera vilket gör att atmosfären förlorar sin skyddande effekt och värme att läcker ut.  Tidvattenkrafter kan däremot inte bara tillföra värme utan också driva processer till kemisk utveckling. Periodisk deformation ger upphov till lokala våta och -torra cykler där vatten avdunstar och sedan kondenserar igen. Sådana cykler anses vara en viktig mekanism för bildandet av komplexa molekyler och kan underlätta steg på vägen mot livs uppkomst.

Fritt flytande planeter anses vara vanliga. Enligt uppskattningar kan det finnas lika många av dessa 'nomadiska' planeter i Vintergatan som det finns stjärnor. Deras månar kan erbjuda stabila livsmiljöer under långa perioder. Dessa nya teorier  kan därmed avsevärt bredda spektrumet av möjliga miljöer som kan hysa liv och visa att liv kan uppstå och bestå även i galaxens mörkaste regioner.

En komet som vänder riktning har upptäckts

 

Illustratörs koncept som skildrar kometen 41P. En liten komet  när den närmar sig solen och frusna gaser börjar sublimas  och skjuta material ut i rymden. Illustration: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Astronomer som använt NASAs Hubble-rymdteleskop har nyligen hittat bevis på att rotationen hos en liten komet saktade ner och sedan vände rotationsriktning vilket gav ett dramatiskt exempel på hur flyktig aktivitet kan påverka rotationen och den fysiska utvecklingen hos små kroppar i solsystemet. Detta är första gången forskare har observerat  att en komet har vänt sin rotation.

Objektet, kometen 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák, eller 41P som den kallas  har troligen sitt ursprung i Kuiperbältet (asteroidbältet bortom Pluto)  och kastades in i sin nuvarande bana av Jupiters gravitation, och besöker  just nu det inre av solsystemet vart 5,4:e år.

Efter sin nära passage runt solen 2017 fann forskarna att kometen 41P upplevde en dramatisk avmattning i sin rotation. Data från NASAs Neil Gehrels Swift Observatory i maj 2017 visade att objektet snurrade tre gånger långsammare än det gjorde i mars 2017 då kometen observerades av Discovery Channel Telescope vid Lowell Observatory i Arizona.

I Hubble-bilder från december 2017 upptäcktes att kometen snurrade mycket snabbare igen med en period på cirka 14 timmar, jämfört med de 46 till 60 timmar som Swift mätt i maj 2027. Den enklaste förklaringen enligt forskare är att kometen fortsatt sakta ner tills den nästan stannade upp och sedan tvingades snurra i nästan motsatt riktning genom att utgasa jetstrålar från sin yta. Hubble begränsar också storleken på kometkärnan och mäter den till cirka  en kilometer eller ungefär tre gånger Eiffeltornets höjd.

Detta är litet för en komet vilket gör att den lätt kan vrida sig.

När en komet närmar sig solen får värmen frusen is att sublimare vilket släpper ut material i rymden.

"Gasstrålar som strömmar från ytan kan fungera som små thrusters," beskriver  studielförfattaren David Jewitt vid University of California i Los Angeles. "Om dessa jetstrålar är ojämnt fördelade kan de dramatiskt förändra hur en komet särskilt en liten sådan roterar.

Kometen snurrade ursprungligen i en riktning men gasstrålar som tryckte mot denna rörelse saktade gradvis ner kometen. Då dessa gasstrålear fortsatte att trycka på, fick de slutligen kometen att börja rotera i motsatt riktning.

"Det är som att skjuta en karusell," beskriver Jewitt. "Om denna svänger åt ett håll och du trycker mot den, kan du sakta ner karusellen och vända den." Den vetenskapliga artikeln som beskriver kometupptäckten publicerades nyligen i The Astronomical Journal.

Beslutet blev en månbas på månen istället för en månstation runt månen

 

Bild Vid Northrop Grummans anläggning i Gilbert, Arizona, transporterar teamen Gateways HALO i april 2025. HALO skulle ha varit en del av rymdstationen Gateway, som NASA pausade i mars 2026.

NASA pausar utvecklingen av en månstation Gateway och kommer istället att återanvända mycket av sin utrustning och utveckla en permanent månbas istället meddelade den federala myndigheten på tisdagen.

Gateway-rymdstationen skulle ha varit den första rymdstationen runt jordens måne och skulle ha varit något av ett bostadsområde för astronauter på månuppdrag samt potentiellt en rastplats för astronauter på väg till Mars.

"Månbasen som nu istället ska byggas på månen kommer inte att dyka upp över en natt," beskriver NASA:s administratör Jared Isaacman vid ett evenemang nyligen. "Vi kommer att investera cirka 20 miljarder dollar under de kommande sju åren och bygga upp den under dussintals uppdrag, i samarbete med kommersiella och internationella partners i en genomtänkt och genomförbar plan." 

På NASA beskriver man nu att utvecklingen av en ny månbas kommer att ske i tre vågor. För det första planerar rymdadministrationen att öka sin närvaro på månen med frekventare uppdrag och tester på månens yta. För det andra kommer besättningar att börja utveckla tillfällig infrastruktur och operationer på månen. Slutligen, när fler lastkapabla månlandare blir tillgängliga kommer NASA att påbörja utvecklingen av en permanent månbas som kommer att innehålla verktyg och tillgångar från flera internationella partners, ex Kanada, Italien och Japan.

 NASA Administrator Jared Isaacman  har tillbringat större delen av sin mandatperiod med att omstrukturera NASAs verksamhet med det uttalade målet att bygga upp rymdorganisationens eget verktygsregister för att bli mindre beroende av externa entreprenörer, samtidigt som arbetet trappas upp för att inkludera fler frekventa uppskjutningar.

Bland andra planer som lyftes fram på tisdagen meddelade NASA att de kommer att skjuta upp en kärnkraftsdriven rymdfarkost kallad Space Reactor-1 Freedom, delvis för att testa kärnkraftskapacitet i rymden.

James Webbteleskopets nya bilder av Saturnus

 

Bild vyer av Saturnus tagna NASAs James Webb Space Telescope och Hubble Space Telescope visar den dynamiska Saturnus med dess atmosfäriska egenskaper, några av dess 146 kända och Saturnus ringar. Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael Wong (UC Berkeley); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

Hubbles observationer av Saturnus under årtionden har gett en dokumentation av dess föränderliga atmosfär. Program som OPAL (The Outer Planet Atmospheres Legacy) med sin årliga övervakning gör det möjligt för forskare att följa stormar, bandmönster och säsongsförskjutningar över tid på Saturnus. Webbteleskopet lägger nu till kraftfulla infraröda funktioner (webb söker i det infraröda fältet) till denna pågående dokumentation vilket utvidgar vad forskarna kan mäta av Saturnus atmosfäriska struktur och dynamiska processer.

James Webb Space Telescope som är världens främsta rymdvetenskapliga observatorium  löser mysterier i vårt solsystem, ser bortom vårt solsystem till avlägsna världar runt andra stjärnor och undersöker universums mystiska strukturer och ursprung samt vår plats i det. Webb är ett internationellt program lett av NASA tillsammans med dess partners, ESA (European Space Agency) och CSA (Canadian Space Agency).

Här kan man se fyra nytagna bilder tagna av Hubbleteleskopet och Webbteleskopet av Saturnus följ länken här från NASA. 

Hubbleteleskopet återbesöker krabbnebulosan

 

Denna bild från 2024 som NASAs Hubble-rymdteleskop tagit av Krabbnebulosan, tillsammans med dess tidigare observationer och andra teleskop gör det möjligt för astronomer att studera hur supernovaresterna expanderar och utvecklas över tid här. Bild: NASA, ESA, STScI, William Blair (JHU); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

Ett kvarts sekel efter Hubble-rymdteleskop gjorde sina första observationer av hela Krabbnebulosan har teleskopet nu tagit nya bilder av supernovaresten. Resultatet är en oöverträffad, detaljerad skildring av efterdyningarna av denna supernova och hur den har utvecklats under Hubbleteleskopets aktiva tid.

Den nya Hubble-observation fortsätter ett arv som sträcker sig nästan 1 000 år tillbaka, då astronomer år 1054 registrerade supernovan som en imponerande ljusstark ny stjärna som i veckor var synlig även under dagen. Krabbnebulosan är efterdyningarna av en stjärna kallad SN 1054, belägen 6 500 ljusår från jorden i stjärnbilden Oxen.

"Vi tenderar att tänka på himlen som oföränderlig," beskriver astronomen William Blair vid Johns Hopkins University vilken var ledare för analysen av de nya hubbleobservationerna. "Men med Hubbleteleskopets långa livslängd avslöjas till och med ett objekt som Krabbnebulosan vara i rörelse, fortfarande expanderande efter explosionen för nästan tusen år sedan."

Supernovaresterna upptäcktes i mitten av 1700-talet och på 1950-talet var Edwin Hubble en av flera astronomer som noterade det nära sambandet mellan kinesiska astronomiska upptäckter beskrivna i dokument i det förflutna och Krabbnebulosans position i dag. Upptäckten att Nebulosans centrum innehöll en pulsar gav än mer bevis på en supernovahändelse i det förflutna.  En pulsar är en extremt kompakt och snabbt roterande neutronstjärna bildad bildad av efterdyningen av en supernova. 

I bilden ovan  av  Hubble visas nebulosans intrikata filamentära struktur, liksom en betydande utåtrörelse av dessa filament (rörelse ut från centrala nebulosan) under 25 år med en hastighet av 5471760 km/h . Hubble är det enda teleskopet som genom sin aktiva tid och upplösning av bilder som kunnat fånga dessa detaljerade förändringar över tid.

För bättre jämförelse med den nya bilden återbearbetades Hubbles bild från 1999 av nebulosan. Färgvariationen i båda Hubble-bilderna visar en kombination av förändringar i gasens lokala temperatur och densitet samt dess kemiska sammansättning. "Även om jag har arbetat en hel del med Hubble, blev jag ändå slagen av mängden detaljerad struktur vi kan se och den ökade upplösningen med Wide Field Camera 3, jämfört med för 25 år sedan," beskriver astronom William Blair of Johns Hopkins University. Wide Field Camera 3 på Hubbleteleskopet som användes nu installerades 2009, sista gången Hubble-instrument uppdaterades av astronauter. Teleskopet har varit i drift i 35 år och är fortfarande i drift långt efter det år man först ansåg det skulle vara ur drift år 2005.

Blair noterade att filament runt nebulosans periferi verkar ha rört sig mer jämfört med de i centrum och att dessa istället för att sträckas ut över tid i alla riktningar rört sig utåt. Detta beror på att Krabban är en pulsarvindnebulosa som drivs av synkrotronstrålning (intensiv elektromagnetisk strålning som uppstår när laddade partiklar, oftast elektroner, accelereras till nära ljusets hastighet och tvingas in i en böjd bana av magnetfält) vilken skapas av interaktionen mellan pulsarens magnetfält och nebulosans material. I andra välkända supernovarester drivs expansionen istället av chockvågor från den initiala explosionen som eroderar i omgivande gas skal som den döende stjärnan tidigare kastat bort.

En artikel som beskriver den nya Hubble-observationen har publicerats i The Astrophysical Journal. 

Här bildas troligen ett nytt solsystem

 

VLT-bilder (very Larhe telscope i Chile) av två planeter som bildas runt den unga stjärnan WISPIT 2 (Källa:  ESO/C. Lawlor, R. F. van Capelleveen et al.)

Astronomer har observerat två planeter som håller på att bildas i en skiva kring en ung stjärna med beteckningen WISPIT 2 som finns 437 ljusår från oss. Efter att astronomer  upptäckte en av planeterna har forskargruppen nu använt teleskop vid Europeiska sydobservatoriet (ESO) i Chile för att bekräfta närvaron av ytterligare en planet. Dessa observationer, och skivans unika struktur runt stjärnan, indikerar att WISPIT 2-systemet skulle kunna liknas vid ett ungt solsystem.

" WISPIT 2 ger den bästa inblicken hittills till vårt eget förflutna", beskriver Chloe Lawlor, doktorand vid University of Galway, Irland, och huvudförfattare till studien som publicerades i dagarna i The Astrophysical Journal Letters. För att bekräfta existensen av WISPIT 2c tog forskargruppen en bild av objektet med SPHERE-instrumentet på ESO:s VLT. 

Astronomerna använde därefter GRAVITY+-instrumentet på VLTI för att bekräfta att objektet verkligen var en planet. "Vår studie utnyttjade den senaste uppgraderingen till GRAVITY+, som var nödvändigt för att kunna få en så tydlig detektion av planeten nära sin stjärna", beskriver Guillaume Bourdarot, medförfattare till studien och forskare vid Max Planck-institutet för extraterrest fysik i Garching, Tyskland.

Båda planeterna i WISPIT 2-systemet rör sig i tydliga gap i den skiva av stoft och gas som omger den unga stjärnan. Dessa gap är en konsekvens av  planetbildning. Partiklar i skivan ansamlas och gravitationen drar till sig ytterligare material tills en ny planet bildas. Det återstående materialet, mellan gapen skapar distinkta stoftringar i skivan.

Förutom de gap som de två planeterna hittades i finns åtminstone ett ytterligare tunnare gap på längre ut i WISPIT 2-skivan. "Vi misstänker att det kan finnas en tredje planet som orsakar detta gap", beskriver Lawlor, "Troligen av Saturnus massa eftersom gapet är mycket smalare". Forskarna är ivriga att göra uppföljande observationer, och Ginski noterar att "med ESO:s kommande Extremely Large Telescope kan vi eventuellt direkt avbilda en sådan planet."

De bästa platserna att leta efter utomjordiskt liv

 

Bild https://ras.ac.uk  Ett diagram som visar beboeliga zongränser där stjärnor med steniga exoplaneter hittats från Bohl et al. (2026). Gränserna för den beboeliga zonen förskjuts beroende på stjärnans typ eftersom olika våglängder av ljus värmer en planets atmosfär på olika sätt. Credit Gillis Lowry / Pablo Carlos Budassi Licenstyp Attribution (CC BY 4.0)

Det har identifierat strax under 50 steniga världar som är mest sannolikt beboeliga av de mer än 6 000 exoplaneter som hittills upptäckts.

"Som  i sf filmen Projekt Hail Mary så vackert illustrerar kan livet vara mycket mer mångsidigt än vi för närvarande föreställer oss, så att lista ut vilken av de 6 000 kända exoplaneterna som mest sannolikt hyser utomjordingar som Astrophage och Taumoeba  eller Rocky  kan visa sig vara avgörande och inte bara för Ryan Gosling (läraren i filmen ovan)," beskriver  Professor Lisa Kaltenegger, director of the Carl Sagan Institute at Cornell University.

"Vår artikel avslöjar vart du bör resa för att hitta liv om vi någonsin bygger ett 'Ave Maria'-rymdskepp."

Forskarna identifierade 45 steniga världar som kan stödja liv i den beboeliga zonen runt sin sol och ytterligare 24 i en smalare 3D-beboelig zon som gör en mer konservativ bedömning av hur mycket värme en planet kan tåla innan den förlorar sin beboelighet.

De inkluderar några kända exoplaneter, inklusive Proxima Centauri b, TRAPPIST-1f och Kepler 186f, samt några andra som inte är lika välkända såsom TOI-715 b.

De mest intressanta planeterna av de listade, enligt författarna, är TRAPPIST-1 d, e, f och g, som ligger 40 ljusår från jorden, samt LHS 1140 b, som är 48 ljusår bort. Om dessa planeter kan ha flytande vatten beror delvis på om de kan hålla en atmosfär.

De världar som får ljus från sina stjärnor som mest liknar det moderna jorden får från solen är de transiterande planeterna TRAPPIST-1 e, TOI-715 b, Kepler-1652 b, Kepler-442 b, Kepler-1544 b och planeterna Proxima Centauri b, GJ 1061 d, GJ 1002 b och Wolf 1069 b, vilka får sina stjärnor att vackla. Ovan planeter finns det beskrivningar på genom wikipedia.

Författarna hoppas också att de planeter de identifierat nära kanterna av den beboeliga zonen av en stjärna  ska kasta ljus över exakt var livets möjligheter tar slut  och om forskarnas teorier om dessa gränser stämmer. Även om idén om den beboeliga zonen har utvecklats sedan 1970-talet, kommer nya observationer att vara avgörande för att fastställa om vissa antaganden behöver anpassas, beskriver professor Kaltenegger."Även om det är svårt att säga vad eller var det är sannolikt att  liv utvecklas, är det första viktiga steget att identifiera var man ska leta. Målet med projektet är att finna 'här är de bästa målen för observation'," beskriver Gillis Lowry, doktorand vid San Francisco State University.

Forskarkollegan Lucas Lawrence doktorand vid universitetet i Padua i Italien, beskriver: "Vi ville skapa något som gör det möjligt för andra forskare att söka effektivt och vi fortsatte att upptäcka nya saker om dessa världar som vi ville undersöka vidare."

Medförfattaren Abigail Bohl från Cornell University tillade: "Vi vet att jorden är beboelig medan Venus och Mars inte är det. Vi kan använda vårt solsystem som referens för att söka efter exoplaneter som får stjärnenergi mellan det avstånd Venus och Mars har på andra stjärnor.

"Att observera dessa planeter kan hjälpa oss att förstå när beboeligheten går förlorad, hur mycket energi som är för mycket, och vilka planeter som fortfarande är beboeliga  eller kanske aldrig varit det. Det bör även tas hänsyn till var den zonen ska placeras utifrpn vilken stjärntyp det handlar om. 

Deras forskningsresultat publicerad nyligen  i Monthly Noticesof the Royal Astronomical Society, skulle vara användbar i ett scenario som skildras i den nyligen släppta Hollywood-blockbustern Project Hail Mary, där Ryan Goslings karaktär måste resa till ett exoplanetsystem i jakt på ett sätt att rädda jorden.