En gång var månen starkt magnetisk. Kan svaret vara titan?

 

Sten från månen som togs med tillbaka till jorden under NASA: s Apollo-program mellan 1969 till 1972 har gett mängder av information om månens historia (obs apolloprogramet var även igång 1968 men första månlandningen var sommaren 1969). Men även gett oss en gåta att lösa. Analysen av stenarna visade nämligen att vissa stenar verkade ha bildats i närvaron av ett starkt magnetfält ett  lika starkt som jordens i dag (i dag har månen inget magnetfält). Men gåtan var hur en kropp i månens storlek kunde ha genererat och under en tid haft ett så starkt magnetfält då månen bevisligen inte har detta numera.

Nu föreslår en forskargrupp under ledning av en geoscientist vid Brown University (namnet okänt) en ny förklaring till månens magnetiska förflutna. Studien  publicerades nyligen  i Nature Astronomy. I studien beskrivs att stora bergformationer en gång sjönk ner genom månens mantel och dessa kan vara anledningen till den konvektion som genererade ett starkt magnetfält. Processen kan ha gett periodvis starka magnetfält under de första miljarder åren i månens historia, säger forskarna.

 

"Allt som vi anser oss veta om hur magnetfält genereras av planetariska kärnor säger oss att en kropp av månens storlek inte ska kunna generera ett fält som är lika starkt som jordens", säger  Evans, biträdande professor i jord-, miljö- och planetvetenskap vid Brown och medförfattare till studien tillsammans med Sonia Tikoo från Stanford University. "Men istället för att tänka sig hur ett starkt magnetfält drivs kontinuerligt under miljarder år kanske det finns ett sätt att få ett högintensivt fält intermittent (periodiskt återkommande över en begränsad tid).

 Den nya teorin visar hur detta kan ha skett och den stämmer överens med vad vi vet om månen. Idag saknar månen till skillnad mot jorden ett magnetfält och modeller av dess kärna tyder på att månen förmodligen är för liten för att konstruera ett och därmed saknas den konvektiva kraften för att någonsin ha producerat ett kontinuerligt (stadigvarande) starkt magnetfält.

För att en kärna ska ha ett stark konvektiv rörelse måste den avleda mycket värme. Månens kärna måste då vara hetare än dess yta något som är viktigt för ett stadigvarande magnetfält vilket här inte är möjligt. När det gäller den tidiga månen, säger Evans, var manteln som omger kärnan inte mycket svalare än själva kärnan. Eftersom kärnans värme inte hade någonstans att ta vägen, fanns det inte mycket rörelse i kärnan.

Men denna nya studie visar hur sjunkande stenar kunde ha gett intermittent konvektiv tillfälliga rörelser som skapat t tillfälliga magnetfält. Historien om dessa genom manteln sjunkande stenar börjar enligt denna teori  några miljoner år efter månens bildande. Mycket tidigt i sin historia tros månens yta varit täckt av smält sten. När det stora magmahavet  började svalna och stelna flöt mineraler som olivin och pyroxen så kallat  tätare än den flytande magman till botten, medan mindre täta mineraler som anorthosite flytande och bildade skorpan (månens yta). Den återstående  magman var rik på titan samt värmeproducerande element som torium, uran och kalium vilket gjorde att ytan tog tid på sig för att stelna. När titanlagret slutligen kristalliserades precis under skorpan var denna tätare än de tidigare stelnande mineralerna. Med tiden sjönk titanformationerna genom den mindre täta mantelstenen vilket benämns som gravitationell omvälvning.

 

I studien modellerade Evans och Tikoo dynamiken av hur dessa titanformationer skulle  sjunkit genom den mindre täta magman  liksom den effekt detta kan ha fått när dessa titanblock så småningom nådde månens kärna. Analysen, som baserades utifrån månens nuvarande sammansättning och den uppskattade mantelviskositeten visade  att formationerna sannolikt skulle sjunkit ner i sakta mak under en tidsrymd av ungefär en miljard år.

 

När var och en av dessa titanbitar så småningom nådde botten, skulle de ha gett en kraftig stöt för månens kärndynamo (en effekt beroende av händelsen). Efter att ha legat strax under månens skorpa skulle titanformationerna ha varit relativt svala i temperatur - mycket svalare än kärnans uppskattade temperatur på någonstans mellan 1400 och 2100C när de stötte ner. När de svala titanblocken kom i kontakt med den heta kärnan efter att ha sjunkit, skulle temperaturskillnaden ha drivit på en ökad kärnkonvektion - tillräckligt för att driva fram ett magnetfält vid månens yta så starkt eller till och med starkare än jordens både dåvarande och nuvarande. En tillfällig effekt som avklingade över tid och som i dag resulterat i spåren av magnetism i en del sten men ingen magnetism i månen som helhet.

 

"Man kan tänka sig det lite som en droppe vatten som träffar en het stekpanna", säger Evans. – Man har något riktigt kallt som berör kärnan, och plötsligt kan mycket värme spottas ut. 

Händelsen i form av rörelsen i kärnan ökade vilket gav dessa periodvis starka magnetfält. Magnetiska fält som gav en magnetism i vissa stenmineral och några av dessa stenar kom för första gången till Jorden med Apollofarkosternas astronauters steninsamling och förundrade forskarna.

 

Bild vikipedia som visar de större månslätterna eller som de namngivits haven på månen. För länge sedan ansåg man att dessa slätter sedda från jorden var hav.

Den kallas Kepler-1708 b-1 och är den andra månen som hittats utanför vårt solsystem

 

Astronomer har hittat en andra trolig kandidat som misstänks vara en måne bortom vårt solsystem. En exo-moon som kretsar runt en värld nästan 6000 ljusår från jorden. Månen betecknas Kepler-1708 b-i och verkar vara en gasmåne något mindre än Neptunus  kretsande runt en planet i Jupiterstorlek vilken i sin tur kretsar runt en solliknande stjärna. Det innebär en ovanlig men inte helt omöjlig planet-månkonfiguration. I vårt solsystem finns däremot inga gasmånar enbart gasplaneter.

 Resultaten av fyndet beskrivs i Nature Astronomy. Att bekräfta eller motbevisa resultatet kanske inte är helt lätt men med tanke på det förväntade överflöd av  i  vårt eget solsystem med sina ca 200 månar är måntätheten troligen stor även i andra solsystem. Det ovanliga här är att det är en gasmåne och även att man lyckats finna en exomoon. Avståndet är stort från oss och att finna exoplaneter är bara det svårt.

Det finns som sagt mer än 200 månar i vårt solsystem och de har en imponerande variation. Saturnus måne Titan har en tjock atmosfär och ett kolvätehav. Isiga månar finns som Jupiters Europa där det troligen under isen finns underjordiska hav där liv kan ha uppstått.  Andra månar som vår egen måne, är uppenbarligen karga ödemarker men har spår av vattenis i sina skuggade kratrar och labyrintliknande nätverk av tunnlar under ytan. Sex av de åtta stora planeterna i vårt solsystem har månar.

– Månar är vanliga, säger Jessie Christiansen vid California Institute of Technology. – I vårt solsystem har nästan alla planeter en eller flera månar. Jag är mycket säker på att månar finns överallt i galaxen."

 

Problemet är att hitta dem. Vi kan leta efter exoplaneter på ett antal sätt, som att söka efter nedtoningen av ljus då de passerar framför sin stjärna men att hitta exo-månar som av naturen är klart mindre än de planeter de kretsar kring är mycket svårt.

 Hittills har endast en verkligt  säker kandidat hittats: Kepler-1625 b-i, en förmodad Neptunus-stor måne värld som kretsar kring en Jupiter-stor exoplanet cirka 8 000 ljusår från jorden som rapporterades i oktober 2018 (denna måne är inte en gasmåne.. Kanske skulle objekt som dessa inte ses som planet med måne utan som dubbelplaneter (min anm.).

 Kepler-1708 b-1 existens ca 1000 ljusår bort antyddes första gången 2018 vid en undersökning av arkiverad data av David Kipping vid Columbia University, en av upptäckarna av Kepler-1625 b-1. Teamet analyserade transitdata från NASA: s rymdteleskop Kepler  av 70 så kallade gasjättar liknande Jupiter och Saturnus, som kretsar relativt långt från sina stjärnor med banor på mer än 400 jorddagar runt sin sol. Teamet letade efter tecken på transitering från exo- månar som kretsar runt dessa världar och sökte ljusdippar från skuggiga månar.

Sedan tillbringade forskarna de närmaste åren med att avskriva merparten av dessa tecken på månar som man hittat som andra ljusfenomen.  Med ett enda undantag: Kepler-1708 b-i. "Det är en månkandidat som vi inte kan avnotera", säger Kipping. "I fyra år har vi försökt bevisa att det här var något annat men det har inte gått. Det klarade alla tester vi gjort."

Vi kan nämna att beteckningen Kepler-1708  är stjärnan, Kepler-1708 b innebär planeter och beteckningen Kepler-1708 b-1 månen. Kepler är beteckningen på det teleskop som hittade objekten.

Bild pixabay.com en blick ut i universum där mängder av solar och planeter finns men troligen även månar runt flertalet exoplaneter.

Astronomer misstänker att de fångat signaler från enorma svarta hål

 

Ett internationellt team av astronomer har upptäckt vad som kan vara en tidig (från universums tidigaste tid) tecken på  bakgrundssignal som härrör från något supermassivt svart hål av lågfrekvent gravitationsvåg. Forskare jämför data som samlats in från flera instrument bland annat av National Science Foundations Green Bank Telescope (GBT.)

 

Gravitationsvågor krusar fram genom rymdtiden i en ljusårsskala och härrör troligen från sammanslagningar av  massiva svarta hål i universum eller händelser som inträffade strax efter Big Bang. International Pulsar Timing Array (IPTA) ansluter sig till arbetet i flera astrofysiksamarbeten från hela världen och inklusive detta  har i arbetet använts datainsamlingar från European Pulsar Timing Array (EPTA), North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) och Parkes Pulsar Timing Array i Australien (PPTA).

IPTA har delat med sig av en ny datautgåva Data Release 2 (DR2) bestående av precisionstidsdata från 65 millisekunder pulsars-stellar rester som snurrar hundratals gånger per sekund vilket innebär svepande smala strålar av radiovågor som sveper ut  pulseringsaktigt på grund av dessa spinningsrörelsemönster. 20 av dessa pulsarer observerades av Green Bank Telescope.

 

"GBT bidrar till IPTA som ett av de viktigaste teleskopen som används av NANOGrav. Kombinationen av GBT: s känslighet, instrument och förmåga att se en så stor del av skyn gör det till en viktig del av IPTA: s arbete," säger Dr. Ryan Lynch, en Green Bank Observatory forskare och NANOGrav medlem.

 

Forskning av den kombinerade IPTA DR2 och andra oberoende datainsamlingar från de tre ingående samarbetena har visat på starka bevis för att denna nya lågfrekventa gravitationsvåg bakgrundssignal korrelerade med många av pulsarerna. Egenskaperna hos denna  pulsarsignal är i stort överensstämmelse med de som förväntas från en GW "bakgrund" (GWB).

 

Denna bakgrund bildas genom många olika överlappande GW-signaler som avges från den kosmiska populationen av supermassiva binära svarta hål (dvs. två supermassiva svarta hål som kretsar runt varandra och så småningom smälts samman). Resultatet stärker ytterligare den gradvisa uppkomsten av liknande signaler som har hittats i de enskilda datamängderna från de deltagande samarbetena under de senaste åren.

 

Men forskare varnar för att de ännu inte har definitiva bevis för GWB och undersöker fortfarande vad denna signal annars skulle kunna vara och samlar därför in mer information för att stärka sina tidigare resultat.

Även om dessa "rumsliga korrelationer" ännu inte har upptäckts är den befintliga signalen förenlig med vad forskare förväntar sig att se. IPTA arbetar flitigt för att analysera nyare data vilket kan bekräfta den nya signalens natur. Dessutom kommer insamling från nya teleskop som MeerKAT och från andra samarbetstobservatorium såsom India Pulsar Timing Array, att vara viktiga i framtiden.

 

Dr. Maura McLaughlin vid West Virginia University, som använder GBT för datainsamling för NANOGrav, säger följande "Om signalen vi för närvarande ser är den första antydan till en GWB baserat på våra simuleringar är det möjligt att vi kommer att ha mer bestämda mätningar av de rumsliga korrelationer som är nödvändiga för att slutgiltigt identifiera ursprunget till den gemensamma signalen inom en snar framtid."

 

"IPTA är ett bra exempel på  forskare och instrument från hela världen som samlas för att öka vår förståelse av kosmos", säger Lynch. Green Bank Observatory där det utvecklas ny teknik för att förbättra GBT: s kapacitet för denna forskning.

Bild från North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) ett av observatorierna där signalerna fångades.

För 14 miljoner år sedan bildades en bubbla i vårt närområde resultatet blev nya stjärnor.

 

Astronomer vid Center for Astrophysics vid Harvard & Smithsonian och Space Telescope Science Institute har publicerat en artikel i Nature där man beskriver hur de rekonstruerat den evolutionära historien i vårt galaktiska grannskap och hur en kedja av händelser som började för 14 miljoner år sedan ledde fram till skapandet av en stor bubbla där stjärnor sedan dess bildas.

 

"Detta är verkligen en ursprungshistoria; för första gången kan vi förklara hur all närliggande ny stjärnbildning började", säger astronomen och datavisualiseringsexperten Katarina Zucker som var den slutförde arbetet med hjälp av ett stipendium vid CfA.

Det centrala i arbetet var skapandet av en 3D-animering för rymdtid där man kunde avslöja att alla unga stjärnor och stjärnbildande regioner – inom 500 ljusår från jorden –sker på ytan av en jättebubblas insida kallad den lokala bubblan. Medan astronomer har känt till dess existens i årtionden, kan forskare nu se och förstå den lokala bubblans skapande och dess inverkan på gasen runt denna. Med hjälp av en mängd ny  datorteknik visar rymdtidsanimeringen hur en serie supernovor som skedde för 14 miljoner år sedan tryckte interstellär gas utåt vilket skapade en bubbelliknande struktur med en yta för stjärnbildning.

 

Idag finns sju välkända stjärnbildande regioner eller molekylära moln – täta områden i vintergatan där stjärnor bildas – på bubblans inre yta.

 

"Vi har beräknat att cirka 15 supernovors skeende under miljontals år är det som är anledningen till den lokala bubblan som vi ser idag", säger Zucker.

Den märkligt formade bubblan är inte statisk utan fortsätter att långsamt växa i storlek konstaterar astronomerna.

"Den utvidgas ca 6 km/s i sekunden", säger Zucker. "När de första supernovorna som skapade början till den lokala bubblan skedde var det långt från vår sol", säger medförfattaren till arbetet João Alves, professor vid Wiens universitet. "Men för ungefär fem miljoner år sedan tog solens väg genom galaxen den rakt in i bubblan och nu finns solen nästan mitt i bubblans centrum."

Goodman liknar upptäckten av bubblan vid att Vintergatan liknar en ihålig schweizerost, där hål i osten sprängs ut av supernovor och nya stjärnor kan bildas i gasen runt hålen där materia från döende stjärnor är grundmaterialet (resterna efter supernovor).

Säkert kan stjärnbildning ske både på yttre och inre delen av bubblan och dess skal (min anm.) men knappast i dess inre som är tomt av stjärnmassa- men det är här vår sol finns i dag.

Bild på hur bubblan som omtalas kan ses. Bild från https://hubblesite.org/

Är det en rugbyboll? Nej det är WASP-103b.

 

WASP-103 är en stjärna av F-typ som finns någonstans mellan 100 -1800 ljusår (osäkert avstånd) från oss i riktning mot stjärnbilden Herkules. 2014 upptäcktes här en stor Jupiterlik planet som fått beteckningen WASP-103b.

 Genom ESA:s exoplanetsökande rymdteleskop  Cheop (hemsida)  har visat att en exoplanet som kretsar kring sin sol så snabbt och nära denna att dess bana enbart tar en dag får  en deformerad form som mer liknar en rugbyboll än en sfär. Ovan planet är en sådan  rugbybollformad exoplanet vars upptäckt ger oss möjlighet till nya insikter om den inre strukturen hos dessa unikt formade planeter.

WASP-103b har deformerats av de starka tidvattenkrafterna mellan planeten och dess sol (stjärnan WASP-103) vilken är cirka 200 grader varmare och 1,7 gånger större än vår sol. Här på jorden upplever vi tidvatten i jordens hav främst på grund av att månen drar något i vår planet när den kretsar runt oss. Solen ger också en liten men betydande effekt av tidvatteneffekt men så svagt att den inte  kan orsaka stora deformationer av vår planet.

Detsamma kan inte sägas om WASP-103b, en planet nästan dubbelt så stor som Jupiter med 1,5 gånger större massa och som kretsar kring sin stjärna på mindre än en dag. Astronomer har misstänkt att en sådan närhet mellan en planet och dess sol skulle orsaka stora tidvatteneffekter men hittills har de inte kunnat mäta detta.

 Tidvatteninteraktionerna mellan en stjärna och en mycket näraliggande planet i Jupiter-storlek skulle vanligtvis få planetens omloppsperiod att minska över tid och dras in i sin sol  och uppslukas av stjärnan. Mätningar av WASP-103b verkar dock tyda på att omloppsperioden ökar och att planeten sakta glider bort från stjärnan. Detta tyder på att något annat än tidvattenkrafter är den dominerande faktorn som påverkar denna planet. Kan dess form vara anledningen då en rugbyformad planet bör ha en annorlunda banform än en rund som jorden (min anm. Vi kanske ska se lite på hur vår egen måne reagerar dess avstånd till jorden ökar år för år).

Susana Barros på Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço och University of Porto, Portugal, huvudförfattare till forskningsrapporten och hennes kollegor tittade på andra potentiella scenarier till exempel möjligheten att en följeslagare påverkar systemets dynamik eller planetens omloppsbana som något elliptisk. De kunde inte bekräfta dessa scenarier men kunde inte utesluta dem heller. DEt kan finnas någon okänd kropp därute som påverkar.

Det är inte heller helt omöjligt att vi mäter fel och att omloppsperioden faktiskt minskar, snarare än ökar (vi kan ha ett oupptäckt mätfel som inte visar hela sanningen. Inte helt omöjligt vi har ju inte kunnat mäta avståndet korrekt till objektet hundratals ljusår är felmarginalen som vi såg ovan  (min anm.)), men endast ytterligare observationer av transiteringarna av WASP-103b med Cheops och andra teleskop kommer att hjälpa till att kasta ljus över detta mysterium.

Bild från https://twitter.com/ESA_CHEOPS/status/1480813934781386755

 vilket visar en bra schematisk bild av objektet.

Är vi redo att ta emot aliens om det visar sig att de just nu är på väg till oss?

 

Chansen att vi om ca 20 år kan vi få ett svar från utomjordingar finns. Detta då vi 2017 riktade en kraftfull radiosändning mot exoplaneten GJ 273b. En planet därute som tros kunna stödja liv. Budskapet som skickades av gruppen Messaging Extraterrestrial Intelligence International innehöll instruktioner om hur man förstår jordisk matematik, musik och tid. Om budskapet tas emot av intelligent liv som kan förstå verkligheten likt vi gör kan om detta liv önskar visa att de finns för oss svar komma om cirka 10 år.

GJ 273b eller som planeten även benämns Luyten b som har sin bana kring Luytens Stjärna. En av de mest jordliknande planeter som någonsin hittats och som är den femte närmast oss potentiellt mest troliga beboeliga exoplanet vi känner till. Den finns på ett avstånd av 12,2 ljusår från oss.

En kontakt från något annat område i Vintergatan kan självfallet komma när som helst. Både spontat och med anledning av våra egna sändningars kontaktförsök. Sändningar i hopp om att locka till sig ett utomjordiskt svar har gått ut sedan 1962 då sovjetiska forskare var först genom att sända ett meddelande i morsekod till planeten Venus i ett första försök till interplanetarisk kommunikation med en en eventuell intelligens på Venus (vi vet dock numera att Venus inte hyser liv som vi känner det). 

Även om våra kontaktförsök inte genererar något svar verkar det alltmer troligt att mänskligheten likväl kommer att snubbla över livet någonstans i universum. Men då kanske i mycket enkel form. NASA: s James Webb Space Telescope, det mest kraftfulla teleskopet som någonsin skickats ut i kosmos kommer att göra det möjligt för forskare att undersöka tusentals avlägsna planeter efter "biosignaturer".

Men är vi förberedda för hur vi ska agera vid svar (min anm.)? Svaret ä nej. Det kan vi inte vara då vi inte vet hur ett eventuellt svar blir. Det är ju inte som att göra en sändning till en mänsklig boning och vänta sig ett mänskligt svar vi förstår eller kan tolka. Vi vet inte heller om våra kontaktförsök kommer att resultera i om en fredlig eller krigisk civilisation hör av sig. Det kan finnas civilisationer därute som söker nya boplatser och om en sådan som löst resandet problematik får veta att Jorden finns kan vi bli invaderade och kanske utrotade för att ge plats för dessa. En sådan händelse kommer då troligen att ske överraskande. En civilisation med syfte att invadera svarar knappast först och berättar att de kommer utan de kommer bara.

För än mer om ämnet se denna länk. 

Bild pixabay.com kanske de ser ut så här de som kanske just nu är på väg att besöka oss.

Det finns nu bevis på vattenförekomst på månen.

 

Kinas månlandare Chang'e 5 blev den första att upptäcka vatten i raltid på månen.

Chang'e 5 hittade vatten vid sin landningsplats nära Oceanus Procellarum med hjälp av ett instrument som detekterar vatten genom att bestämma spektralreflektansmätningar av regolit (jord) och sten.

Före Chang'e 5 hade inget månuppdrag hittat vatten i realtid på månens yta. (Apollo-astronauterna på 1970-talet tog visserligen hem prover som innehöll vatten men det upptäcktes inte i detta material förrän årtionden senare vid  labbanalys efter att labbutrustningen hade förbättrats över tid.)

Vatten har en distinkt spektralsignatur som förväntades visa sig i mätningarna från Chang'e 5:s månmineralogiska spektrometer som var utformad för att leta efter vatten. Resultaten bekräftades med ett prov av månregolit då Chang'e 5 återvänt till jorden i december 2020. Något som gör Chang'e 5  till den första sonden att ta tillbaka material från månen sedan Luna 24 gjorde detta 1976.

Denna [andel vatten] som bekräftats efter att materialet kommit till jorden visar att resultatet som sändes hem vid landningen  överensstämmer med den preliminära analysen på plats av Chang'e 5-proverna, säger av tjänstemän i ett pressmeddelande.

Vattnet  tillskrivs nedfall från solvinden den konstanta strömmen av laddade partiklar som kommer från vår sol.

Rymdsonden Chang'e 5 sändes upp 2020 och avslutade sitt uppdrag samma år.

Bild vikipedia på Chang'e 5 då den sändes upp.