Hur sannolikhet är det att livet har sitt ursprung på jorden?

 

Bild https://negativespace.co/couple-love/

 

Astrobiolog Manasvi Lingam vid Florida Tech  har uppställt modeller för förenklade representationer av verkligheten.  Modellerna har två huvuduppgifter innebärande att hjälpa forskare att göra förutsägelser och erbjuda  alternativa experiment till annars kostsamma eller opraktiska experiment. Så var fallet med Lingams nyligen publicerade analys om livets potentiella ursprung på jorden.

“A Bayesian Analysis of the Probability of the Origin of Life per Site Conducive to Abiogenesis” publicerad den 19 augusti i tidskriften Astrobiology där utöver Lingam Ruth Nichols, nyligen utexaminerad från Florida Tech och astrobiologen Amedeo Balbi från University of Rome visar hur de utarbetat  modellerer över förhållandet mellan hypoteser som förutsäger ett varierande antal potentiella platser för uppkomsten av liv från icke-liv på jorden och sannolikheten för livets uppkomst på platser bortom Jorden.

En Bayesiansk inferens är en analys där tidigare kunskap används för att uppskatta efterföljande sannolikhet. I modellerna fokuserade forskarna på möjligheten att livet på Jorden har sitt ursprung på själva jorden. Så eftersom det är fastställt att det finns liv på jorden, antar denna modell att livet fick sitt ursprung på jorden minst en gång. 

Lingam beskriver att detta är är en av de första gångerna han specifikt studerar livets uppkomst. Han har dock modellerat flera intilliggande frågor som utvecklingen av teknikbaserad intelligens.

Forskarna sammanställde potentiellt det som kan ses som livskraftiga platser där liv kan ses bli möjligt och liv kan uppstå. Platser som har identifierats i tidigare forskning var och en med olika nivåer av gynnsamhet för livets uppkomst. De inkluderade flera olika miljöer allt från undervattensvulkaner till såpbubblor och tjära till naturliga kärnreaktorer liknande den som bildades i Gabon för två miljarder år sedan. 

Två huvudfrågor formade deras modeller: 1. hur många platser på jorden kan liv ha uppstått? 2. Vad är sannolikheten för att liv faktiskt uppstår från en av dessa platser? Målet med studien var inte att direkt svara på frågorna utan att hitta det mest exakta sättet att tolka de data som modellerna visade.

Lingam förutspådde till en början att tillgången till av urable platser  (platser på en planet där liv kan uppkomma))  skulle skapa en högre sannolikhet för att liv skulle uppstå på jorden. Tänk att när du köper fler lotter kommer dina chanser att vinna att öka.

Istället blev resultatet det rakt motsatta i detta scenario. Lingam fann att när man jämförde det större antalet platser med det mindre antalet var sannolikheten för liv per plats nästan omvänt relaterad till antalet platser (ex vatten.

– Det är de två situationerna som finns här. En där det finns många platser, men det är mycket låg sannolikhet [för liv] per plats. Och den andra där det finns väldigt få platser, men det är en väldigt hög sannolikhet per plats.

Ja, det här resultatet var osannolikt beskriver han och är därför en viktig kunskap.

"Normalt sett är 'ju mer, desto bättre' inställningen för många saker i livet", beskriver Lingam. – Men mer är inte alltid bättre. Om det är färre, men det är rätt sorts färre, då kan det faktiskt vara bättre.

Med andra ord, i den modell där jorden hade färre urable sites totalt sett, drog forskarna slutsatsen att sannolikheten för att liv uppstod på en given plats ökade. De fastställde att en större chans att liv bildas kan vara mer sannolik när ureabla platser är sällsynta och rikligt med urabla platser kan minska sannolikheten för liv på en given plats.

Därifrån drog de slutsatsen att det mindre urvalet av platser, som avslöjade en högre sannolikhet för liv på en viss plats, sannolikt innehöll mer gynnsamma miljöer.

Resultatet tyder på att inom det bayesianska ramverket kan begränsningar av tillgången på lämpliga miljöer för livets uppkomst på jorden ge värdefulla insikter om sannolikheten för och frekvensen av liv på andra håll i universum.

Ett oväntat resultat som det är värt att fundera över och fortsätta forska vidare inom. Vår verklighetskunskap och förförståelse ska vi vara försiktiga med att ta som utgångskunskap så länge vi inte vet mer om verkligheten och kosmos.

Gåtan med The Wow! Signal troligen löst

 

Bild wikipedia

Wow-signalen var en stark radiosignal från rymden som varade i 72 sekunder. Den upptäcktes av Dr Jerry R. Ehman den 15 augusti 1977 när han arbetade på The Big Ear ett radioteleskop vid Ohio State University på uppdrag av SETI.

Signalen anlände i riktning från stjärnbilden Skytten.

Ny forskning visar nu att Wow! Signal har en helt naturlig förklaring.

Arecibo Wow! är en ny satsning baserad på en arkivstudie av data från det nu nedlagda radioteleskopet Arecibos data från 2017 till 2020. Observationerna från Arecibo liknar de från Big Ear men "är känsligare, har bättre tidsupplösning och inkluderar polarisationsmätningar", enligt forskarna.

"Våra senaste observationer, som gjordes mellan februari och maj 2020, har avslöjat liknande smalbandssignaler nära vätgaslinjen, även om de är mindre intensiva än den ursprungliga Wow! Signal", beskriver Méndez.

Arecibo upptäckte signaler som liknade Wow! signal men med vissa skillnader. De är mycket mindre intensiva och kommer från flera platser. Författarna säger att dessa signaler lätt kan förklaras av ett astrofysikaliskt fenomen och att den ursprungliga Wow! signal är detta också.

"Vår hypotes är att Wow! Signalen orsakades av plötslig ljusökning från stimulerad emission av vätelinjen på grund av en stark transient strålningskälla, såsom en magnetär, flare eller en mjuk gammarepeater (SGR)", beskriver forskarna. Dessa händelser är sällsynta och förlitar sig på exakta villkor och justeringar. De kan få moln av väte att lysa upp avsevärt i sekunder eller till och med minuter.

Forskarna säger att det som Big Ear upptäckte 1977 var en tillfällig ljusökning av ett av flera H1-moln (neutralt väte) i teleskopets siktlinje. Signalen från 1977 liknade den som upptäcktes vid Arecibo  i många avseenden. "Den enda skillnaden mellan de signaler som observerades i Arecibo och Wow! Signal är ljusstyrkan. Det är  likheten mellan dessa spektra som antyder en mekanism för ursprunget till den mystiska signalen", skriver författarna.

Studierapporten har titeln "Arecibo Wow! I: An Astrophysical Explanation for the Wow! Signal."  Huvudförfattare är Abel Méndez vid Planetary Habitability Laboratory vid University of Puerto Rico i Arecibo.

Rapporten är tillgänglig på preprintservern arXiv.

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/