Frågan om encelligt liv på månen Europa

 

Europa är Jupiters fjärde måne i storleksordning. Den är täckt av is och har troligen ett saltvattenshav under sin istäckta yta.

Det första stället att leta efter liv utanför jorden är i vårt solsystem där avstånden mellan oss och potentiellt beboeliga världar fortfarande är hanterbara för förbiflygningar av rymdfarkoster och till och provtagningsuppdrag. Jupiters och Saturnus många månar är inom avstånd och av intresse för astrobiologin. Månen Europa en av Jupiters 95 månar, är en av de intressantaste. Europa är en isig havsvärld med en yttemperatur av -140 till 190C.

Encelliga organismer var de första livsformerna som utvecklades på jorden för miljarder år sedan och de har funnits mycket längre här än människor och andra flercelliga organismer. De är också metaboliskt olika och kan leva i miljöer som vi människor anser vara extrema – till exempel på havets botten i rykande heta hydrotermiska skorstenar, i extremt salta sjöar och till och med i sten. Det är detta slag av liv vi söker under Europas isiga yta.

Jill Mikucki, Ph.D., docent vid University of Tennessee, Knoxville studerar en sådan analog plats på jorden. Platsen är  Blood Falls en plats som färgar Taylorglaciärens slutstation i McMurdo Dry Valleys i Antarktis röd. Förklaringen är att det där läcker ett salt ut från ett subglacialt grundvattenekosystem en järnhaltig saltlösning. Järnet oxiderar vid kontakt med luft, vilket färgar det utströmmande vattnet rostrött och ger Blood Falls dess spöklika utseende och namn (något man ser i små rännilar som flyter ut i floder och bäckar lite varstans även i Sverige många av dessa platser var under 17-1800 talet hälsokällor med järnhaltigt vatten).

"Det känns utomjordiskt att arbeta och campa i de torra dalarna", beskriver Mikucki. "Det kan vara extremt tyst. Men om vinden tilltar kan den ryta. En del av Blood Falls attraktionskraft som analog kommer från dess unika geo- och hydrologiska egenskaper. "Jag tror att Blood Falls är en bra analogi för havsvärldsstudier eftersom det är en av de få platser där vätska passerar från isens undre till ytan", förklarade Mikucki. "Dessutom är den salt så det är som en minihavsvärld som periodvis släpper ut subglaciala vätskor – med dess mikrobiella innehåll.Vid Blood Falls kan vi studera hur livet under isen är, vad passagen till ytan innebär och hur överlevnaden vid ytan är", beskriver Mikucki.

År 2009 publicerade Mikucki med kollegor en artikel som beskriver hur mikrober under Taylorglaciären kan cirkulera i svavel och använda järn som en terminal elektronacceptor, en roll som syre spelar för många organismer på jordens yta. Denna typ av metabolism sker under anaeroba förhållanden (när syre är begränsat) vilket kan ske i vissa miljöer när fotosyntetiserande organismer som producerar O2 saknas.

Mikucki har arbetat med subglaciala miljöer i över 2 decennier men är fortfarande förbluffad över några av hennes teams upptäckter. Till exempel växer de mikrobiella cellerna mycket långsamt under is de kan ta ett år eller mer på sig för att för att dela sig.

  Framtida resor till månen Europa kan ge svaret om här har funnits eller finns liv och hur det kan ha uppstått där.

Både ESA och NASA planerar att skicka rymdsonder dit inom en nära framtid. En rymdsond skulle kunna borra sig igenom isen på Europas yta för att sedan nå ner till oceanen under för att studera oceanen och leta efter liv eller tecken på liv.

Bild vikipedia på det ovan omnämnda Blood Falls, 2006 i Antarktis..

En gasplanet under bildning liknar en non stop pralin

 

En ny planet börjar sitt liv i en roterande cirkel av gas och stoft (som kallas protoplanetär skiva) runt en ung sol.

Att observera protoplaneter som just bildats och fortfarande befinner sig i sina protostellära skivor är extremt svårt. Hittills har bara tre sådana unga protoplaneter kunnat observeras varav två i samma system, PDS 70. 

"Vi måste hitta system som är unga och tillräckligt nära oss för att våra teleskop ska kunna upptäcka det svaga ljuset från själva protoplaneten och skilja denna från den dammhöljda skivan. Hela processen med planetbildning varar endast några miljoner år vilket inte är mer än ett ögonblick i astrofysikalisk skala. Det betyder att vi måste ha tur för att fånga dem i rätt tid" beskriver Dimitris Stamatellos Docent i astrofysik, University of Central Lancashire.

Forskargruppens studie innehöll datorsimuleringar för att bestämma egenskaperna hos gasformiga protoplaneter under en mängd olika termiska förhållanden i en protoplanetär skiva.

Studien av simuleringen visade att protoplaneter har en form som kallas oblata sfäroider. En form som kan beskrivas bildligt som formen av en non stop karamell. Planeterna växer genom att dra gas till sig gas huvudsakligen till sina poler snarare än sin ekvator.

Tekniskt sett är planeterna i vårt solsystem också oblata sfäroider, men deras tillplattning är liten. Saturnus har en tillplattning på 10 %, Jupiter 6 %, medan jorden har 0,3 %.

Som jämförelse kan nämnas att den typiska tillplattningen av protoplaneter är 90 procent. En sådan utplattning påverkar de observerade egenskaperna hos protoplaneter och detta måste tas med i beräkningen när man tolkar observationerna av dem. Obs gäller bildning av gasplaneter.

Stenplaneter, som jorden och Mars kan inte bildas via skivinstabilitet. De tros bildas genom att långsamt samla stoftpartiklar och småsten, sten till kilometerstora meteorer som  så småningom bildar planeten (gravitation och rörelse är källan till bildningen) . De är för täta för att kunna plattas till nämnvärt även som nybildade. Det finns ingen möjlighet att jorden plattades till i så hög grad när den var ung som säkerligen ex Saturnus gjorde.

Studieresultatet om upptäckten av gasplaneters tillplattning vid dess bildande ska (om det nu inte gjorts då detta publiceras) publiceras i Astronomy and Astrophysics Letters.

Bild vikipedia på färdigbildad gasjätte genomskärningen visar en modell av det inre av Jupiter, förmodligen med en stenig kärna överlagt med ett djupt lager av metalliskt väte.

Sökes marsresenärer

 

NASA söker personer till att delta i nästa simulerade ettåriga uppdrag på Mars yta för NASA planer på mänsklig utforskning av Mars. Det andra av tre planerade markbaserade uppdrag, kallat CHAPEA (Crew Health and Performance Exploration Analog) planerat att starta under våren 2025.

Varje Chapea-uppdrag involverar en frivillig besättning på fyra personer som bor och arbetar i en 1 700 kvadratmeter stor 3D-printad livsmiljö  på NASA:s Johnson Space Center i Houston. Livsmiljön kallas Mars Dune Alpha och ska simulera de utmaningar som möter de första människorna på Mars och dess problem med resurser, utrustningsfel som kan uppstå, kommunikationsförseningar med flera miljöstressande faktorer kända som okända. Besättningens uppgifter inkluderar även simulerade rymdpromenader, robotoperationer, underhåll av livsmiljö, träning och odling av grödor.

NASA söker för uppdraget friska, motiverade amerikanska medborgare eller permanent bosatta i USA som är icke-rökare, 30-55 år gamla och behärskar engelska för effektiv kommunikation mellan besättningsmedlemmar och kontrollcenter. Sökande bör ha en stark önskan om unika, givande äventyr och intresse av att bidra till NASA:s arbete med att förbereda den första mänskliga resan till Mars.

Sista ansökningsdag är tisdagen den 2 april. Ansökningsformulär 

Bild https://www.pexels.com/ på framtida marsresenärer.

Den klassiska Daisyworld-modellen testas som Gaia-hypotes .

 

Enligt Gaia-hypotesen  som utarbetades av forskarna Lovelock och Margulis på 1970-talet borde vår planet ha blivit allt varmare under miljontals år samtidigt  som haven skulle ha blivit allt surare. Men då detta inte skett visar det på ett planetomfattande komplext system som är självreglerande, med planetariskt liv och geologiska processer som arbetar tillsammans för att stabilisera planetens geologi och klimat. Trots dess betydelse har denna teori inte kunnat testas på grund av den stora planetariska skalan.

I en nyligen publicerad artikel i Journal of the Royal Society Interface, föreslår SFI:s professor Ricard Solé (Universitat Pompeu Fabra) med medarbetare ett experiment i liten skala som ska testa dynamiken som reglerar planeters processer. Med hjälp av syntetisk biologi ska de testa två motsatta konstruerade mikroorganismers liv i ett slutet system för att se om de kan uppnå en stabil jämvikt.

Detta föreslagna upplägg är inspirerat av den senaste forskningen inom jäsning, som vanligtvis har kräver finjusterad yttre kontroll, för att uppnå stabila, reglerade förhållanden, inklusive en stabil pH-nivå. "Det har nyligen gjorts arbete med att försöka se om man kan konstruera mikroorganismer för jäsning och om de kan bli självreglerande", beskriver Solé.

I den nu experimentella uppställning kommer en stam av mikroorganismer att upptäcka om miljön blir för sur och motverka den ökande surheten, medan den andra stammen kommer att upptäcka om miljön blir för basisk och agera för att motverka den minskande surheten. "Eftersom dessa stammar verkar på miljön och miljön påverkar dem, skapar detta ett slutet kausalt kretslopp", beskriver Solé. – Tanken är att visa att de under mycket breda förhållanden kommer att stabiliseras till en konstant pH-nivå som kan accepteras av båda organismerna vilket förutspåddes i den ursprungliga gaia-teorin om jordens liv.

Daisyworld- (Tusenskönasimuleringen) är en simulering av ett system med en sol med varierande temperaturer och en planet beklädd endast med tusenskönor. Simuleringen användes för att illustrera Gaiateorin: Att biosfären genom att kompensera för variationer av solinstrålning lyckas bibehålla en för liv optimal temperatur på planeten och tusenskönorna.

Stämmer detta visar det hur viktigt det är att inte störa kretslopp i naturen och att bevara den biologiska mångfalden för att inte en katastrof ska inträffa. En katastrof som kan vara på väg just nu genom vår stora förbränning av kolväten. Det finns inga organismer som kan balansera detta på jorden vad vi vet då behovet troligen aldrig tydligare behövts och miljön påverkas så snabbt just nu vilket vad vi vet aldrig skett så snabbt tidigare i historien. 

Bild https://commons.wikimedia.org/

Fria Jupiterstora planeter i dubbelplanetsystem

 

Ett team astronomer som studerat dubbelobjekt i storlek av Jupiter massa i Orionnebulosan har gett en ny förståelse för dessa ovanliga system. Dessa massiva, fritt svävande objekt dras in i omloppsbana med varandra. De senaste rönen kommer från observationer som gjorts av Karl G. Jansky med hjälp av Very Large Array (VLA) vid U.S. National Science Foundation National Radio Astronomy Observatory och NASA:s James Webb Space Telescope.

Upptäckten möjliggjordes tack vare framsteg i känsligheten i James Webbteleskopet och VLA som gjorde det möjligt för forskare att upptäcka svaglysande mindre objekt i rymden. Med hjälp av VLA har astronomer sökt efter motsvarigheter till dubbelstjärnor i en grupp av 40 dubbelplanetsystem med planeter i storlek som Jupiter, så kallade JuMBO:er, som tidigare upptäckts av Pearson och McCaughrean 2023. Förvånansvärt nog var det bara ett av dessa objekt JuMBO 24, som uppvisade en radiostrålningen i infrarött ljus.

Detta anmärkningsvärda fynd utmanar befintliga teorier om hur stjärnor och planeter bildas. Radioluminositeten hos de två planeterna i detta dubbelsystem är betydligt högre än den som upptäckts från bruna dvärgar (missluckade stjärnbildningar) som är objekt som även de delar likheter med planeter som Jupiter. Denna avvikelse väcker nya frågor och ger spännande forskningsmöjligheter för att söka förstå dessa fritt flytande planeter.

Även om det är möjligt att sambandet mellan infraröd strålning och radiosignaler är en tillfällighet, anser teamet att detta är mycket osannolikt, oddset för detta är endast 1 på 10 000. Upptäckten bygger på tidigare arbete av Kao et al, som 2018 upptäckte ett enda planetsystem med massa som liknade komponenterna i JuMBO 24 och även då  med hjälp av VLA.

Dr. Luis F. Rodriguez, professor emeritus vid National Autonomous University of Mexico, som deltog i forskningen betonar betydelsen av upptäckten. "Det som verkligen är anmärkningsvärt är att dessa objekt kan ha månar som liknar Europa eller Enceladus som båda har underjordiska oceaner av flytande vatten som kan stödja liv", beskriver han.

Upptäckten av radiovågor som kommer från båda komponenterna i ett dubbelsystem av fritt flytande planeter representerar en viktig milstolpe i utforskning av universum. Det ger en spännande möjlighet till ytterligare forskning om den potentiella livsmöjligheten på planeters månar vid dubbelplanetsystem även om de dessa är gasplaneter. Du kan läsa hela det publicerade resultatet HÄR. 

Bild https://public.nrao.edu/ Fritt svävande binära objekt med Jupiters massa är vanliga men nuvarande stjärn- och planetteoribildning kan inte förklara dess existens. Konstnärlig skildring av ett av dessa system, ej skalenligt. Foto: Gemini Observatory/Jon Lomberg

Minst en gång svepte en stjärna förbi och ändrade jordens bana

 

"En mindre avvikelse i en himlakropps bana orsakad av gravitation från ett närliggande objekt som en passerande stjärna förändrar den långsiktiga omloppsutvecklingen för en sols planeter, inklusive jorden", beskriver Nathan A. Kaib, Senior Scientist vid Planetary Science Institute och huvudförfattare till en ny artikel med namnet  "Passing Stars as an Important Driver of Paleoclimate and the Solar System's Orbital Evolution" publicerad i Astrophysical Journal Letters. Utöver Kaib bidrog Sean Raymond vid Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux till artikeln.

– Ett exempel på en passage är det paleocen-eocena termiska maximumet för 56 miljoner år sedan, då jordens temperatur steg 5-8 grader Celsius. Det har föreslagits att jordens banexcentricitet var anmärkningsvärt hög under denna händelse. Men i studien visas att historiskt förbipasserande stjärnor istället  är viktigare än man tidigare trott för en förändring av en planets bana.

Simuleringar (baklänges i tiden) används för att förutsäga den tidiga omloppsutvecklingen för jorden och övriga planeter. I likhet med väderprognoser blir den här tekniken mindre exakt när den utökas till längre tid fram eller bak på grund av den exponentiella tillväxten av osäkerheter. Tidigare har man inte tagit hänsyn till effekten av stjärnor som passerar nära solen i dessa "baklängesprognoser".

När solen och andra stjärnor kretsar runt Vintergatans centrum kan de passera nära varandra, ibland inom tiotusentals ae, (1 au är avståndet från jorden till solen). Dessa händelser kallas stjärnmöten. Till exempel passerar en stjärna inom 50 000 au från solen en gång var 1 miljon år i genomsnitt och en stjärna passerar inom 10 000 au från solen var 20 miljoner år i genomsnitt.

En viktig anledning till att jordens excentricitet i sin omloppsbana fluktuerar över tid är att den regelbundet störs av Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus gravitation. När däremot stjärnor passerar nära vårt solsystem stör de jätteplaneternas banor vilket i sin tur stör  och förändrar jordens omloppsbana.

"Med tanke på dessa resultat har vi också identifierat en känd relativt ny stjärnpassage. Den solliknande stjärnan HD 7977 kom i närheten av vårt solsystem för 2,8 miljoner år sedan och händelsen var  potentiellt tillräckligt kraftfull för att ändra simuleringarnas förutsägelser om hur jordens omloppsbana såg ut för cirka 50 miljoner år sedan", beskriver Kaib.

Den nuvarande observationsosäkerheten för HD 7977:s näravstånd då är dock stor, från 4 000 aa till 31 000 ae. "På större mötesavstånd skulle HD 7977 inte haft någon betydande inverkan på jorden. Nära den mindre änden av intervallet skulle händelsen sannolikt förändrat jordens tidigare omloppsbana, beskriver Kaib.  Om så skedde är svårt att veta.

Besök youtube  och  se en video om hur stjärnan HD 7977 kan ha ändrat jordens omloppsbana

Bild https://www.psi.edu/ citerat Illustration of the uncertainty of Earth's orbit 56 million years ago due to a potential past passage of the Sun-like star HD7977 2.8 million years ago. Each point's distance from the center corresponds to the degree of ellipticity of Earth's orbit, and the angle corresponds to the direction pointing to Earth's perihelion, or closest approach distance to the Sun. 100 different simulations (each with a unique color) are sampled every 1,000 years for 600,000 years to construct this figure. Every simulation is consistent with the modern Solar System's conditions, and the differences in orbital predictions are primarily due to orbital chaos and the past encounter with HD 7977. Credit: N. Kaib/PSI. slut citat.

För första gången har vattenmolekyler upptäckts på asteroider

 

Med hjälp av data från det pensionerade Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) – ett gemensamt projekt mellan NASA och den tyska rymdorganisationen vid DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)   har forskare vid Southwest Research Institute för första gången upptäckt vattenmolekyler på ytan av asteroider. Forskare såg på fyra silikatrika asteroider med hjälp av FORCAST-instrumentet för att isolera de mid-infraröda spektrala signaturerna som indikerar molekylärt vatten på två av dessa. Asteroiderna Iris och Massalia.

"Asteroider är rester från planetbildningsprocessen därför kan deras sammansättning variera beroende på var de bildades i solnebulosan", beskriver SwRI:s Dr. Anicia Arredondo, huvudförfattare till en artikel i Planetary Science Journal om upptäckten. Det är av särskilt intresse att förstå fördelningen av vatten på asteroider eftersom det kan kasta ljus över hur vattnet kom till jorden.

"Vi upptäckte en egenskap som entydigt tillskrivs molekylärt vatten på asteroiderna Iris och Massalia. Vi baserade vår forskning på framgången för teamet som hittade molekylärt vatten på månens solbelysta yta. Vi tänkte att vi även kunde använda SOFIA för att hitta den här spektrala signaturen på andra himlakroppar” beskriver Arredondo.

Något som nu givit positivt resultat.

 För att få tillgång till “Detection of molecular H2O on nominally anhydrous asteroids” paper, se DOI: 10.3847/PSJ/ad18b8

Bild vikipedia Iris fotograferad med Very Large Telescope 2017.