Vissa exoplaneter krymper i storlek

 

Atmosfären runt vissa planeter utanför vårt solsystem läcker mer än andra från sin atmosfär och minskar därmed sin storlek, rapporterade astronomer vid Caltech onsdagen den 15 november. Dessa planeters atmosfärer blåser inte bort av hårda vindar som uppkommit genom dess sols påverkan som man skulle kunna förvänta sig utan snarare från eget verk.

Omkring 90 ton luft från jorden försvinner ut i rymden varje dag genom att atmosfären värms upp av solen. I denna takt tror forskarna dock att det skule ta vår planet minst 15 biljoner år att helt tömmas på sin atmosfär. Så det finns inget att oroa sig för.

Men ett fåtal exoplaneter, särskilt några av de som är större än jorden men mindre än Neptunus trycker  bort sina atmosfärer inifrån genom en process som kallas "kärndriven massförlust", visar en ny studie. Denna mekanism tros kunna krympa en uppsvälld planet lik Neptunus storlek hela vägen ner till att bli en stenig superjord. Astronomer  anser att de nu har tillräckligt med data för att förklara varför de inte ser många exoplaneter med en storlek på cirka 1,5 till två gånger jordens. Det är den perfekta punkten mellan en superjord och sub-Neptunus.

Huvudförfattaren till studien  Jessie Christiansen, forskare vid Caltech (California Institute of Technology) och hennes kollegor analyserade exoplanetdata som samlats in under NASA:s Kepleruppdrag då teleskopet sökte efter  exoplaneter tills  Kepler stött på tekniska bakslag och avställdes i förtid  2013. 

Forskarlaget letade efter relativt nybildade stjärnor  i datan efter  planeter av Neptunus storlek  som kretsar kring dessa.  De sökte i två stjärnhopar: Praesepe eller Bikupehopen, som vardera har cirka 1 000 stjärnor och Hyadhopen, som innehåller cirka 500 stjärnor vilka utgör huvudet på "Tjuren" i stjärnbilden Oxen. Det är 600 miljoner år gamla respektive 800 miljoner år gamla stjärnor. I detta åldersintervall fann forskarna att nästan alla stjärnor innehöll  sub-Neptunus med atmosfär vilket tyder på att avdunstning inte inträffat ännu ( att de skulle ha förlorat sina atmosfärer vid det här laget).

Sub-Neptunusexoplaneter  är i storlek som Neptunus men med en mindre kärna än Neptunus därav förlorar de sin gas (atmosfär över tid relativt snabbt) mindre ickegasplaneter  gör detsamma ex har Mars haft betydligt tätare atmosfär än den har numera.

Hos planeter runt stjärnor som är mer än 800 miljoner år gamla i Keplers databasinsamling var det dock bara 25 procent som uppvisade denna storlek (Neptunus storlek) . Eftersom de var äldre planeter om dessa stjärnor är dessa  nära den tidsram på 1 miljard år då kärndriven massförlust förväntas ha inträffat,  Tid, den kraftiga atmosfären (gasen) plus den mindre kärnan  mär sannolikt orsaken till atmosfärisk flykt på dessa planeter hävdas i den nya studien.

Hur som helst, "om det  inte finns tillräckligt med massa kan atmosfären inte hålla sg kvar, och planeten krymper i storlek, beskriver Christiansen.

Forskningen beskrivs i en artikel som publicerades onsdag (15 november) i The Astronomical Journal.

Bild https://www.space.com/ forskare har funnit nya indicier som tyder på hur sub-Neptunus som den som visas ovan kan förlora sin atmosfär (Bildkredit: NASA, ESA, CSA och D. Player (STScI))

PÅ Merkurius finns troligen saltglaciärer - på Pluto säkert kväveglaciärer.

 

Forskare vid Planetary Science Institute i Tucson USA har avslöjat potentiella saltglaciärer på Merkurius vilket öppnar en ny gräns inom astrobiologin genom att det  avslöjar en flyktig miljö som återspeglar förhållanden som finns på jordens mest extrema platser. 

Vår upptäckt kompletterar liknande ny forskning som visar att Pluto har kväveglaciärer vilket innebär att glaciärer finns av skilda slag från de varmaste till de kallaste platserna i solsystemet. Dessa platser ger avgörande betydelse av kunskap eftersom det visar flyktiga rika exponeringar i flera skilda planetariska landskap, beskriver Alexis Rodriguez, huvudförfattare till artikeln "Mercury's Hidden Past: Revealing a Volatile-Dominated Layer through Glacier-like Features and Chaotic Terrains" som publicerats i Planetary Science Journal.

PSI-forskarna Deborah Domingue, Bryan Travis, Jeffrey S. Kargel, Oleg Abramov, John Weirich, Nicholas Castle och Frank Chuang var medförfattare till artikeln.

Merkurius glaciärer skiljer sig från jordens då de härstammar från djupt begravda lager som exponerats av asteroidnedslag. Jordens isglaciärer kommer från årtusendens nedpackade is från tusentals vintrar av snöfall. Våra modeller bekräftar starkt att saltflöden sannolikt producerade dessa glaciärer och att de när de blev till behållit flyktiga ämnen i över 1 miljard år, beskriver medförfattaren Travis.

Specifika saltföreningar på jorden skapar beboeliga nischer även i några av de tuffaste miljöerna som ex den torra Atacamaöknen i Chile. Detta får oss att fundera över möjligheten att det kan finnas underjordiska områden på Merkurius som kan vara mer gästvänliga än dess ogästvänliga yta. Dessa områden skulle potentiellt kunna fungera som djupa "Guldlockzoner", analogt med området runt en stjärna där förekomsten av flytande vatten på en planet kan finnas och möjliggöra liv som vi känner det. Men i Merkurius fall ligger fokus på rätt djup under planetens yta snarare än rätt avstånd från solen, beskriver Rodriguez.

Upptäckten av troliga glaciärer på Merkurius utökar vår förståelse av de miljöparametrar som kan upprätthålla liv och lägger till en viktig dimension till utforskning inom astrobiologin som är relevant för den potentiella livsmöjligheten på Merkurius-liknande exoplaneter.

Glaciärerna på Merkurius  kännetecknas av en komplex konfiguration av håligheter som bildar utbredda (och mycket unga) sublimeringsgropar. Dessa håligheter uppvisar djup som står för en betydande del av den totala glaciärtjockleken vilket tyder på att de har en flyktig sammansättning. 

Den föreslagna lösningen antar att kluster av håligheter i nedslagskratrar kan härröra från nedslag och därigenom belysa ett samband som länge har förbryllat planetforskare, beskriver medförfattaren Domingue.

Bild vikipedia Animation av Merkurius och jordens rotation runt solen.

Amatörastronom upptäckte unik supernovarest

 

Under 2013 såg amatörastronomen Dana Patchick igenom bilder från arkivet Wide-field Infrared Survey Explorer och upptäckte då ett diffust, cirkulärt objekt i närområdet av stjärnbilden Cassiopeja. 

Han fann då att denna troliga nebulosa var intressant eftersom den var ljus i den infraröda delen av spektrumet, men praktiskt taget osynlig i de färger som är synliga för våra ögon. Dana lade till objektet i databasen hos amatörastronomgruppen Deep Sky Hunters, i tron att det var en planetarisk nebulosa – den tysta kvarlevan av stjärnor med en massa som liknar solens. Han döpte den till PA 30.

Professionella astronomer som plockade upp fyndet från databasen insåg att detta objekt var något mer än det först verkade. De anser numera  att det är resterna av den försvunna supernova som observerades och nedtecknades av kineser år 1181. PA 30  är en supernovarest i i supernovan SN1181. PA 30 är en extremt sällsynt typ av supernovarest. Tidigare hade SN 1181 (som den även kallas) potentiellt associerats med en pulsar känd som 3C 58, men i åldersbestämning av på detta objekt tyddes  att det var alldeles för gammalt för att associeras med de kinesiska registren på observationen av SN1181.  Även om PA 30 till en början flaggades som en potentiell planetarisk nebulosa, blev det snabbt uppenbart att den var allt annat än det.

I planetariska nebulosor har den centrala stjärnan tappat de flesta av sitt yttre lager vilket resulterar i att stjärnans fortfarande extremt heta kärna exponeras. Strålningen från denna stjärna värmer upp nebulosan som skapats och orsakar emissionslinjer i spektra. Dessa emissionslinjer saknades dock i spektrumet för PA 30.

Uppföljningsobservationer gjordes 2016. Dessa avslöjade vindar från den centrala stjärnan med "oöverträffade" hastigheter på 16 000 km/sek (5% av ljusets hastighet). Emissionslinjer hittades från den centrala stjärnan innehållande högjoniserat syre och kol. Men både den centrala stjärnan och nebulosan saknade väte och helium. Nebulosan expanderade med en hastighet på ungefär 1 100 km/sek – så mycket som 100 gånger mer än expansionshastigheten för en typisk planetarisk nebulosa.

Men dessa egenskaper stämmer inte heller helt överens med förväntningarna på en supernova. För det första var nebulosans expansionshastighet lägre än de flesta supernovors utkast. För det andra, även i de flesta supernovor borde väte och helium vara närvarande eftersom det är det yttre lagret av stjärnorna som sprängs bort vid explosionen.

En möjlig förklaring till dessa egenskaper kom 2019. Då föreslog astronomer att supernovan orsakades av en sammanslagning av två vita dvärgar som båda redan var tömda på dessa lättare grundämnen när de släppte ifrån sig sina atmosfärer i slutet av sin existens som stjärnor. Astronomer har även föreslagit att detta var en sammanslagning av en vit dvärg med en atmosfär av kol/syre och en med en atmosfär av syre/neon, vilket skapade en exceptionellt sällsynt typ av supernova känd som SN Type Iax. 

Detta förslag löser båda problemen. Den tidigare förlusten av atmosfären förklarar varför väte och helium inte var närvarande. Dessutom ger denna typ av supernova inte lika stor explosion som andra, vilket förklarar den lägre expansionshastigheten än väntat. I slutändan pekar alla tecken på att PA 30 är resterna av SN 1181. 

Detta gör den till den sjätte supernovaresten som har associerats positivt med en observation av en supernova i vår egen galax. Denna närhet kommer att göra det möjligt att studera efterdyningarna i aldrig tidigare skådad detalj för denna sällsynta typ av supernova

Bild https://www.universetoday.com/  Placeringen av potentiella rester av SN 1181 jämfört med det område som definieras av de begränsningar som anges i historiska dokument (i cyan). Från artikel av Dr. Schaefer.

Webbteleskopet kikar in i atmosfären på WASP-107b

 

WASP -107b är en gasplanet som befinner sig 200 ljusår ifrån jorden i Jungfruns stjärnbild.

WASP-107b kretsar kring en stjärna något kallare och mindre massiv än vår sol. Dess massa är likartad med Neptunus. Men storleken är mycket större och nästan i Jupiters storlek. Detta gör att WASP-107b är en ganska "fluffig" gasplanet jämfört med gasjättarna i vårt solsystem.

Men det gör det också möjligt för astronomer att se ungefär 50 gånger djupare in i dess atmosfär än det djup som är möjligt att se in i  Jupiters. Teamet av europeiska astronomer drog nytta av exoplanetens anmärkningsvärda fluffighet genom att observera den med Mid-Infrared Instrument (MIRI) på James Webb Space Telescope (JWST).

Denna möjlighet öppnade ett fönster att se djupt in i atmosfären och reda ut dess kemiska sammansättning. Möjligheterna till detta berodde på att spektralegenskaperna är mycket mer framträdande i en mindre tät atmosfär jämfört med en mer kompakt atmosfär. Studien som nyligen publicerats i Nature, beskriver förekomsten av vattenånga, svaveldioxid (SO2) och silikatmoln men däremot inga spår av metan (CH4). Metan finns på flera av vårt solsystems månar och gasplaneter.

Upptäckten ger viktig information om dynamiken och kemin i WASP-107b atmosfär. För det första antyder frånvaron av metan ett  varmt inre vilket ger en inblick i transporten av värmeenergi i planetens atmosfär. För det andra var upptäckten av svaveldioxid en stor överraskning. Tidigare beräkningar hade förutspått dess frånvaro, men nya klimatmodeller av WASP-107b:s atmosfär visar nu att i dess fluffiga gas bildas svaveldioxid. Även om dess ganska svala sol sänder ut en relativt liten mängd av högenergirika fotoner kan dessa nå djupt in i planetens atmosfär på grund av planetens fluffighet. Denna omständighet möjliggör de kemiska reaktioner som krävs för att producera svaveldioxid.

Molnen i atmosfären består av små silikatpartiklar, ett ämne som finns på många platser  då det är den primära beståndsdelen i sand. 

Det europeiska konsortiet som ingick i studien bestod av 46 astronomer från 29 forskningsinstitutioner i 12 länder. MPIA-teamet ( Max Planck institute for astronomy i Tyskland) bestod av Jeroen Bouwman, Paul Mollière, Thomas Henning, Oliver Krause och Silvia Scheithauer.

Bild https://www.mpia.de/ Konstnärligt koncept av exoplaneten WASP-107b och dess sol. © Illustration: LUCA School of Arts, Belgien/ Klaas Verpoest; Vetenskap: Achrène Dyrek (CEA och Université Paris Cité, Frankrike), Michiel Min (SRON, Nederländerna), Leen Decin (KU Leuven, Belgien) / Europeiskt MIRI EXO GTO-team / ESA / NASA

Kan fortplantning, graviditet, foster och babyliv fungera i rymden frågar sig forskare.

 

Människan kommer en dag att kolonisera en planet utanför Jorden. Troligen först Mars. Men många problem måste lösas innan dess. Människan är en känslig varelse då den kommer utanför Jorden. Vi måste ex lära oss att fortplanta oss på ett säkert sätt utanför Jorden beskriver den nederländske entreprenören Egbert Edelbroek.

Edelbroeks företag, Spaceborn United är banbrytande inom rymdsexforskning. Målet med forskningen är att människan ska kunna befruktas och föda på naturlig väg på ex Mars.

 Det är viktigt att mänskligheten kan kolonisera nya världar säkert.  Om man vill ha oberoende mänskliga bosättningar bortom jorden måste man ta itu med den reproduktiva utmaningen, beskriver Edelbroek.

Samlag i tomma rymden innebär många svårigheter främst bristen på gravitation - ett par skulle glida från varandra. 

Företaget började forska med möss i tyngdlöshet och gick så småningom över till mänskliga spermier och äggceller och har skapat en skiva som blandar cellerna med varandra ( i tyngdlöshet)  i syfte att producera ett livskraftigt embryo.

Det är som en "rymdstation för dina celler", säger Aqeel Shamsul, VD för brittiska Frontier Space Technologies, som arbetar med Spaceborn i projektet.

Embryo fryses sedan ner i kryogenform, för att pausa deras utveckling, men också för att skydda dem under återinträdet till jorden. Det handlar om mycket skakningar, vibrationer och G-krafter. Något man inte vill utsätta embryon för, beskriver Edelbroek.

Forskning pågår för närvarande i simulerade laboratorieförhållanden med partiell gravitation men Edelbroek säger att en uppskjutning med musceller är planerad till slutet av 2024 med en tidslinje på ytterligare "cirka fem eller sex år" för den första uppskjutningen med ett mänskligt embryo.

Men det är bara ett första litet steg. Ett stort etiskt steg återstår innan ett sådant embryo kan implanteras vid återinträdet till jorden efter sin resa i en kvinna på jorden för att föda det första barnet som avlats i rymden.

Man utsätter sårbara mänskliga celler, mänskliga embryon, för rymdens faror, strålning som är mycket högre än på jorden för olika gravitationsmiljöer som embryon aldrig är konstruerade för, beskriver Edelbroek.

Kroppsvätskor som dras neråt på jorden skulle dras uppåt i en miljö med låg gravitation vilket innebär utmaningar för människokroppen.

En vuxen kropp kan hantera vissa skillnader, men man vill inte utsätta ett växande, mer sårbart, foster för de här variablerna. Så man måste skapa den perfekta miljön först, beskriver Edelbroek.

En ny faktor inom rymdreproduktion är tillväxten av rymdturism som drivs av företag som SpaceX och Virgin Galactic.

Par på en rymdturismflygning kanske vill gå till historien som de första att bli gravida i rymden varnar Edelbroek och tillade att han konsulterade sektorn för att göra dem medvetna om riskerna.

Holländaren sa att han hade tvingats skala ner sina planer - vi har gått från galet ambitiösa till bara väldigt ambitiösa - när omfattningen av utmaningarna blev tydliga.

Ändå är han säker på att ett barn kommer att födas i rymden inom en eller två generationer.

Frågan är om det är något större problem? Vi ska veta att astronauter i dag äter och dricker i rymden utan att detta ställer till kaos i kroppen. Problemet är i så fall tyngdlösheten som försvagar muskler. Men detta bör vara ett mindre problem på en planet än i ett rymdskepp. Celibatliv är däremot säkrast i rymdskeppen. Nog klarar människan att leva i celibat under själva resorna.

Bild https://www.spacedaily.com/

14 tidigare okända transienta objekt har upptäckts

 

Transienta objekt är ex stjärnor som under en kort tid ger stor ljusstyrka för att sedan dämpas och kanske åter upprepar förloppet.

Ett internationellt forskarlag under ledning av Haojing Yan vid University of Missouri som använt NASA:s James Webb Space Telescope (JWST)  upptäckte 14 nya transienta objekt under sin time-lapse-studie av galaxhopen MACS0416 vilken finns cirka 4,3 miljarder ljusår från jorden. MACS0416 har beteckningen "julgransgalaxhopen".

Transienta objekt är ljusstarka ut under en kort tid. Det är som att kika genom ett förstoringsglas som skiftar i ljusstyrka då man ser på ett objekt. Just nu finns den sällsynta chansen som naturen har gett oss genom gravitationslinsning att få en detaljerad bild av enskilda stjärnor som befinner sig mycket långt bort. Även om vi för närvarande bara kan se de ljusaste stjärnorna där borta kommer man att kunna avgöra hur många ljusstarka stjärnor det finns och hur massiva de är.

Med hjälp av JWST:s avancerade tekniska kapacitet bekräftade Yan och hans team där Mizzou-doktoranden Bangzheng Sun ingick vad som orsakar galaxhopens flimrande transienter vilka forskare såg för första gången för flera år sedan då med hjälp av NASA:s rymdteleskop Hubble.

Vi kan se så många transienter i vissa områden i det här området på grund fenomenet gravitationslinsing som förstorar galaxer bakom denna hop säger Yan. 

Gravitationslinsning kan ses som ett naturligt förstoringsglas. Ett baturfenomen som kan användas i vissa sammanhang och riktningar.

Forskarlaget upptäckte transienterna genom att studera fyra uppsättningar bilder tagna av galaxhopen under en period av 126 dagar. Yan är särskilt exalterad över att två av transienterna är supernovor – stjärnor i slutet av sin livslängd – teamet kan använda dem för att studera dessa supernovors galaxer.

De två supernovorna och de andra tolv extremt förstorade stjärnorna är av olika karaktär alla är lika intressanta. Vi har spårat förändringen i ljusstyrka över tid genom deras ljuskurvor och genom att i detalj undersöka hur ljuset förändras så småningom kommer vi att kunna veta vilken typ av stjärnor de är. Ännu viktigare är att vi kommer att kunna förstå den detaljerade strukturen av dem genom användning av gravitationlinsning och hur det relaterar till fördelningen av mörk materia. Det här ger en helt ny syn på universum  möjlig genom JWST, beskriver Yan.

Webbteleskopet har öppnat många nya möjligheter att se på och förstå universum

Bild https://showme.missouri.edu/ En sammansatt färgbild av galaxen MACS0416 med hjälp av data från fyra uppsättningar bilder tagna på galaxhopen under en period av 126 dagar. De områden där transienterna finns är markerade. Foto med tillstånd av Bangzheng Sun.

Fosfor har överraskande upptäckts i Vintergatans utkant

 

Fosfor är ett icke-metalliskt grundämne tillhörande kvävegruppen. Fosfor ingår i kemiskt bunden form i RNA och DNA och är nödvändig för alla levande celler. Fosfor kan inte hittas i fri form i naturen, på grund av hög kemisk reaktionsförmåga.”wikipedia” 

Tre kemister vid University of Arizona, ankutna till University of Arizonas Department of Astronomy and Steward Observatory har upptäckt fosfor i utkanten av Vintergatan. I sin studie som beskrivits i tidskriften Nature, har Lilia Koelemay, Karlie Gold och Lucy Ziurys beskrivet gasmolnet WB89-621 som finns i utkanten av Vintergatan.

Tidigare forskning har visats att fosfor finns nära solen och även andra inre delar av Vintergatan. Men detta är första gången det observerats i Vintergatans yttre del. Tidigare fynd har inte varit överraskande eftersom forskning har visat att fosfor skapas när kiselatomer i stjärnor (som solen) binder till neutroner. En sådan stjärnnukleosyntes tros vara förklaringen till tidigare observerad fosfor.

Det verkar förklara varför fosfor inte har hittats längre bort från solen eller stjärnors närhet då det inte finns något rimligt sätt för fosfor att finnas där. I den nya studien studerade forskarna den kemiska sammansättningen av gasmolnet WB89-621, som finns nära Vintergatans ytterkant och upptäckte  då fosfor där.

I sitt arbete utförde forskarna en millimeterspektraanalys när de noterade rotationslinjer som tyder på närvaro av fosfor i molnet som finns på ett avstånd på 22,6 kpc från Vintergatans centrum. De noterade också att supernovor inte existerar i Vintergatans yttre regioner, vilket tyder på att fosforn de observerade måste komma ur en annan källa.

Forskarna konstaterar att två möjliga källor båda två är inte trovärdiga i detta fall. Galaktiska fontäner (där material från supernovor förflyttas via cirkumgalaktiska effekter och/eller haloeffekter), då dessa moln som skapas av sådana fontäner inte finns i Vintergatans yttre på ett avstånd som kan förklara fosforn i gasmolnet.

En annan möjlig förklaring skulle kunna vara ett bidrag från en extragalaktisk källa, till exempel det Magellanska molnet och dess stjärnor som finns i området. Men det verkar också osannolikt konstaterar de, eftersom sådana källor sällan har tillräckligt med metaller som behövs för att producera de mängder fosfor som  upptäckts och då kunde tagit vägen in i gasmolnet.

Forskarlaget drar slutsatsen att andra möjliga källor måste sökas för att fastställa källan till den fosfor de hittade.

Så ingen förklaring till källan finns ännu. Kan någon kemisk process i gasmolnet WB89-621 vara den troliga förklaringen. Något man hittills förbisett att undersöka eller hittat och som kan ske i vissa gasmoln?

Bild vikipedia Illustration av Vintergatan som visar dess armar och solens placering (originalbilden från NASA).