Hubbles väderobservationer på is- och gasplaneterna i vårt solsystem

 

Bild https://hubblesite.org/ Ett montage av Hubbleteleskopets bilder av vårt solsystems fyra yttre planeter: Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus, var och en visad i förbättrade färger.

Rymdteleskopet Hubble observationsprogram som kallas OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) samlar in långsiktiga observationer av Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus väder för att förstå deras atmosfäriska dynamik och utveckling.

Jupiters molnband visar ett ständigt föränderligt kalejdoskop av form och färg. Det är alltid stormigt väder på Jupiter: cykloner, anticykloner, vindförändringar plus den kraftigaste stormen i solsystemet, den stora röda fläcken. Jupiter är till stor del  täckt av ammoniak-iskristallmoln ovan atmosfären som är tiotusentals mil djup.

Det tar mer än 29 år för Saturnus att kretsa runt solen, så OPAL har följt den i ungefär en fjärdedel av ett Saturnusår (med början från 2018 vilket var slutet av Cassini-uppdraget). Eftersom Saturnus lutar 26,7 grader går den igenom mer djupgående säsongsförändringar än Jupiter. Saturnus årstider varar i ungefär sju år. Detta innebär också att Hubble ser det spektakulära ringsystemet i en sned vinkel på nästan 30 grader och ringarnas lutning från kanten där de försvinner nästan helt eftersom de ses som papperstunna.

Uranus lutar på sidan så att dess rotationsaxel nästan är i samma plan som planetens omloppsbana. Detta resulterar i att planeten går igenom radikala årstidsväxlingar under sin 84 år långa vandring runt solen. Konsekvensen av planetens lutning innebär att en del av halvklotet är helt utan solljus, under tidsperioder som varar upp till 42 år. OPAL har följt den norra polen som för tillfället tippar mot solen.

När Voyager 2 flög förbi Neptunus 1989 blev astronomerna förbryllade över en stor mörk fläck lika stor som Atlanten som tornade upp sig i atmosfären. Var den lika långlivad som Jupiters stora röda fläck frågade man sig. Frågan förblev obesvarad tills Hubble 1994 kunde visa att sådana mörka stormar var övergående på Neptunus de dök upp och försvann efter två till sex år. Under OPAL-programmet upptäckte Hubble även slutfasen av en mörk fläck och hela livscykeln för en annan – båda migrerade mot ekvatorn innan de försvann. OPAL-programmet gör att astronomer inte missar framtida stormar.

För än mer utförligt om klimat och väder på dessa planeter följ denna länk från NASA:s Hubbletelekops egen sida.  

Månens största och äldsta krater

 

Bild wikipedia. Aitkenkratern, vy av Apollo 17 från 121 km höjd.

Baserat på vissa egenskaper hos Aitken-kratern ansåg astronomer att kratern var oval eller ellipsformad. I åratal trodde forskare att denna enorma krater bildats av ett nedslag som träffade månen i en flack vinkel, möjligen så extrem som då en sten hoppar över en vattenyta i den så kallade leken ”kasta smörgås” 

Enligt denna teori skulle mycket lite skräp från nedslaget som bildat kratern ha kastats ut på månens sydpol (kratern finns på månens sydpol) landningsområdet för de kommande Artemis-uppdragen då människan återvänder till månen.

I en ny studie under ledning från University of Maryland (UMD) och publicerad i tidskriften Earth and Planetary Science Letters visas att nedslaget kan ha varit mycket mer direkt än man tidigare ansett vilket resulterade till en mycket rundare krater än man tidigare ansett formen se ut som.

"Det är utmanande att studera Aitken-kratern holistiskt på grund av dess enorma storlek vilket är anledningen till att forskare fortfarande försöker förstå dess form och storlek. Dessutom har det gått fyra miljarder år sedan kratern bildades och många andra nedslag har dolt dess ursprungliga form förklarar studiens huvudförfattare, Hannes Bernhardt, biträdande forskare vid UMD:s geologiska institution. "Vårt arbete utmanar många befintliga idéer om hur detta massiva nedslag inträffade och kastade ut material men vi är nu ett steg närmare för att bättre förstå månens tidiga historia och utveckling över tid.”

Med hjälp av högupplöst data från NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter utvecklade Bernhardt och hans team ett innovativt tillvägagångssätt för att förstå Aitken-kraterns komplexa struktur. De identifierade och analyserade över 200 bergsformationer utspridda runt bassängen, geologiska egenskaper som teamet misstänkte var uråldriga rester från det ursprungliga nedslaget. Från fördelningen och formen på dessa bergsliknande stenar insåg teamet att nedslaget borde ha skapat en cirkulär krater från vilken betydande bitar av materia spreds ut över månens yta på månens sydpol (där kraterns finns).

"En rundare, mer cirkulär form indikerar att ett föremål träffade månens yta i en mer vertikal vinkel, möjligen liknande som att släppa en sten rakt ner på marken", beskriver Hannes Bernhardt, biträdande forskare vid UMD:s geologiska institution.

Artikeln "Numeric Ring-Reconstructions based on Massifs favor a Non-oblique South Pole-Aitken-forming Impact event" publicerades i Earth and Planetary Science Letters den 28 november 2024. Studien stöddes av NASA-projektet Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) och initierades av Jessica Walsh från Northern Arizona University, som tragiskt gick bort innan studien publicerades. Medförfattare var Jaclyn Clark, biträdande forskare vid UMD, Leon Schröder från AlgebraX gmbH, Megan Henriksen från Intuitive Machines och Christopher Edwards och Jessica Walsh från Northern Arizona University

Hubbleteleskopet tar en närmare titt på en kvasar som är en blasar

 

Bild https://hubblesite.org  Kvasar 3C 273 som finns i riktning mot stjärnbilden jungfrun. En kvasar är en extremt ljusstark och avlägsen aktiv galaxkärna. Den överglänser sin värdgalax så denna inte tidigare har kunnat observeras. Just denna kvasar är klassificerad som blasar vilket är en typ av kvasar, dvs en mycket kompakt, ytterst ljusstark och snabbt variabel galaxkärna. Det som utmärker en blazar är att en av dess jetstrålar är riktad mer eller mindre rakt mot jorden.

Astronomer har nyligen använt NASA:s rymdteleskop Hubble för att se närmare på ett energirikt stort svart hål som är en kvasar. En kvasar är ett galaktiskt centrum som lyser starkt när det svarta hålet konsumerar materia i sin omedelbara omgivning och överglänser den galax där den finns i ljusstyrka.

De nya Hubble-bilderna av miljön runt kvasaren visar en del "konstiga saker", enligt Bin Ren vid Côte d'Azur-observatoriet och Université Côte d'Azur i Nice, Frankrike. "Man ser några klumpar i olika storlekar och en mystisk L-formad trådstruktur. Allt detta inom 16 000 ljusår från det svarta hålet.

En del av objekten kan vara små satellitgalaxer runt det svarta hålet och på så sätt skulle de kunna förlora material till det svarta hålet och driva den ljusstarka fyren (som kallas kvasar). – Tack vare Hubbles observationsförmåga öppnar vi en ny inkörsport till att förstå kvasarer, beskriver Ren.

Kvasarer ser ut som stjärnor eller punktkällor av ljus i rymden (därav namnet kvasistellära objekt). Kvasaren i den nya studien, kvasar3C 273, identifierades 1963 av astronomen Maarten Schmidt och var den första kvasar som upptäckts. På ett avstånd av 2,5 miljarder ljusår var den för långt bort för att tolkas som en stjärna. Den har en ljusstyrka som är mer än 10 gånger starkare än de ljusaste elliptiska jättegalaxerna. Detta öppnade dörren till en ny gåta inom kosmologin. Frågan vad som driver denna massiva energiproduktion? Det troliga  är material som dras in i ett svart hål.

År 1994 avslöjade Hubbles starka teleskop att miljön kring kvasarer är mycket mer komplex än man först trott. Bilderna tolkades som galaktiska kollisioner och sammanslagningar mellan kvasarer och materia och gas som for ner på supermassiva svarta hål. Detta får de svarta hålen att bli kvasarer.

Att se in i kvasaren 3C 273 är för Hubble som att se rakt in i en bländande bilstrålkastare och försöka se en myra krypa på kanten runt den. Kvasaren strålar ut tusentals gånger mer energi än stjärnorna från en galax. 3C 273 finns 2,5 miljarder ljusår bort och är en av de närmsta till oss. Om den varit alldeles i närheten, några tiotals ljusår från jorden, skulle den se lika ljus ut som solen på himlen!)

Hubbles STIS-instrument kan fungera som en koronagraf för att blockera ljus från centrala källor inte olikt hur månen blockerar solens bländning under en total solförmörkelse. Astronomer har använt STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) för att avslöja stoftskivor runt stjärnor för att förstå hur planetsystem bildas och nu kan de använda STIS för att bättre förstå kvasarernas närliggande värdgalaxer. Coronografen på Hubble gjorde det möjligt för astronomer att se åtta gånger närmare det svarta hålet än någonsin tidigare. 

Forskarna fick en sällsynt inblick i kvasarens 300 000 ljusår långa extragalaktiska jetstråle av material som for genom rymden med nästan ljusets hastighet. Genom att jämföra STIS-korondata med arkivbilder från STIS med 22 års mellanrum drog forskarlaget under ledning av Ren slutsatsen att jetstrålen rör sig snabbare när den är längre bort från det svarta hålet.

I framtiden kan vi få fler ledtrådar om kvasarer genom att titta närmare på 3C 273 i infrarött ljus med James Webb Space Telescope, beskriver Ren. (observationstid med detta teleskop är svårt att få)

Minst 1 miljon kvasarer är utspridda över himlen. De är användbara bakgrundsstrålkastare för en mängd olika astronomiska observationer. Kvasarer var vanligast cirka 3 miljarder år efter big bang, då galaxkollisioner var vanligare.

Rymdteleskopet Hubble har varit i drift i över tre decennier och fortsätter att göra banbrytande upptäckter som formar vår grundläggande förståelse av universum. Hubble är ett internationellt samarbetsprojekt mellan NASA och ESA (European Space Agency). NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, sköter teleskopet och uppdragsverksamheten. Lockheed Martin Space, baserat i Denver, stöder också uppdragsverksamheten vid Goddard. Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, som drivs av Association of Universities for Research in Astronomy, bedriver Hubble-vetenskaplig verksamhet för NASA.

Massiva asteroidnedslag i det förgångna förändrade inte jordens klimat in i vår tid

 

Bild wikimedia på Popigai-kratern.

Två flera mil stora asteroider träffade jorden med ungefär 25 000 års mellanrum och lämnar efter sig den 100 kilometer långa Popigai-kratern i Sibirien Ryssland för 35 miljoner år sedan och den 40-85 kilometer långa kratern i Chesapeake Bay i USA även denna för ca 35 miljoner år sedan. 

Den nya studien, som publicerats i tidskriften Communications Earth & Environment, fann inga bevis för en varaktig förändring i klimatet under de 150 000 år som följde efter denna tid.

Forskarna drog slutsatser om klimatet tiden innan nedslagen och efter dessa genom att titta på isotoper (atomtyper) i fossiler av små, skalförsedda organismer som levde i havet eller på havsbotten vid den tiden. Mönstret av isotoper speglar hur varmt vattnet var när organismerna levde.

Medförfattare till studien professor Bridget Wade (UCL Earth Sciences) beskriver: "Det som är anmärkningsvärt med våra resultat är att det inte skedde någon verklig förändring av klimat efter nedslagen (nedslagen är några av se största jorden utsatts för). Vi förväntade oss att isotoperna skulle förskjutas i den ena eller andra riktningen för att indikera varmare eller kallare klimat men så var det inte. Dessa stora nedslag inträffade och på lång sikt verkar vår planet inte ha påverkats under en längre tidsperiod.

– Vår studie kunde inte fånga upp kortsiktiga förändringar som tiotals eller hundratals år eftersom proverna visade vart 11 000:e år. Sett över en mänsklig tidsskala skulle dessa nedslag vara en katastrof. De skulle skapa en massiv chockvåg och tsunami, det skulle bli omfattande bränder och stora mängder damm skulle skickas ut i luften och blockera solljuset.

– Modellstudier av det större Chicxulub-nedslaget som dödade dinosaurierna, tyder också på ett klimatskifte på en mycket mindre tidsskala mindre än 25 år (men tillräckligt för att utrota dinosauriernas värld). 

Forskargruppen, som inkluderar professor Wade och master student i geovetenskap Natalie Cheng, analyserade isotoper i över 1500 fossil av encelliga organismer så kallade foraminiferer, både de som levde nära havsytan (planktoniska foraminiferer) och på havsbotten (bentiska foraminiferer).

Dessa fossil var mellan 35,5 och 35,9 miljoner år gamla och hittades inbäddade inom tre meter i ett  bergs inre som tagits från och under Mexikanska golfen av det vetenskapliga djuphavsborrningsprojektet.

Förutom dessa två nedslag tyder befintliga bevis på att tre mindre asteroider också de träffade jorden under denna tid – den sena eocen-epoken – vilket pekar på en störning i vårt solsystems asteroidbälte (asteroidbältet mellan Mars och Jupiter).

Tidigare undersökningar av klimatet vid den tiden hade varit ofullständiga noterade forskarna där vissa kopplade meteornedslagen till trolig accelererad nedkylning och andra till episoder av varmare temperaturer.

Studien finansierades av Storbritanniens Natural Environment Research Council (NERC).

Ovanligt med kometliknande objekt i asteroidbältet. Men de finns!

 

Bild https://www.psi.edu  Bilderna ovan är av den kometliknande asteroiden 456P/PANSTARRS tagna med Magellan-Baade-teleskopet i Chile den 3 oktober 2024 och Lowell Discovery Telescope i Arizona den 26 oktober 2024, där asteroidkometens huvud (kärna) syns i mitten på varje bild och svansen sträcker sig ut åt höger. Fotograf: Scott S. Sheppard, Carnegie Institution for Science / Audrey Thirouin, Lowell Observatory / Henry H. Hsieh, PSI.

Det mystiska objekt som upptäcktes i asteroidbältet under (som finns mellan Mars och Jupiter) 2021 bestämdes till slut vara en komet av Planetary Science Institute Senior Scientist Henry Hsieh, Scott Sheppard från Carnegie Institution for Science och Audrey Thirouin från Lowell Observatory. 

Kometliknande objekt i asteroidbältet är isiga med kometliknande drag, som svansar eller suddiga moln som sträcker sig bort från solen när solens värme förångar deras is. Den första upptäcktes 2006 vid University of Hawaii av Hsieh och hans dåvarande doktorandhandledare, David Jewitt.

Kometobjekt i asteroidbältet tillhör en större grupp av objekt i solsystemet som kallas aktiva asteroider. De ser ut som kometer men har asteroidliknande banor i det inre av solsystemet. Denna grupp inkluderar asteroider vars moln och svansar består av utslungat damm som producerats efter en kollision eller när då de snabbt roterar, snarare än bara att de  kastar ut damm på grund av förångad is. Både kometer (aktiva asteroider) är relativt sällsynta i asteroidbältet men forskare upptäcker fler i allt snabbare takt.

Hsieh och hans kollegor observerade den aktiva asteroiden 456P/PANSTARRS två gånger med Magellan Baade Telescope och Lowell Discovery Telescope i oktober 2024 för att fastställa dess status som den 14:e bekräftade kometliknande asteroiden i asteroidbältet. De publicerade sina resultat i Research Notes of the American Astronomical Society.

"Det här objektet är inte bara en asteroid som liknade en komet i en engångshändelse som fick den att visa aktivitet utan är ett naturligt aktivt, isigt objekt som liknar kometer från det yttre solsystemet (kuiperbältet)", beskriver Hsieh.

Om 456P/PANSTARRS aktivitet berodde på något annat än förångad is skulle man förvänta sig att dess svans bara dök upp en gång slumpmässigt och inte upprepade gånger när den var nära solen. Ett isigt föremål, å andra sidan, värms upp varje gång det närmar sig solen och den förångade isen drar med sig damm. När objektet rör sig längre bort från solen och svalnar upphör aktiviteten.

Observationer av upprepad stoftutkastningsaktivitet under nära inflygningar till solen anses för närvarande vara det bästa och mest tillförlitliga sättet att identifiera kometer i asteroidbältet.

"Det finns fortfarande väldigt få bekräftade kända kometliknande objekt i asteroidbältet", påtalar Hsieh. – Vi vill bygga upp populationen så att vi kan få en tydligare bild av vad deras egenskaper i stort är, till exempel deras storlek, aktivitetslängd och utbredning inom asteroidbältet så de bättre kan användas för att spåra is i solsystemet i allmänhet.

Numera kallas asteroidbältet även huvudbältet för att inte missförstås i text som Kuiperbältet som finns bortom Neptunus bana och vari finns asteroider och dvärgplaneter vari Pluto ingår som en av dem. Runt detta bälte finns Oorts kometmoln med mängder av små rester från solsystemets bildande och däri många kometer som namnet antyder. Men jag protesterar mot att asteroidbältet numera kan kallas huvudbältet. Etablerade beteckningar ska inte ändras det förvirrar bara i texter mm. Ovan fynd kan man även fundera över om dessa objekt som kallas kometliknande objekt kanske är infångade kometer från Oorts moln då och då kastas en komet ut därifrån och börjar sina rundor runt solen.

Troligen har det aldrig funnits liv eller vatten på vår tvillingplanet Venus.

 

Bild wikipedia. Färgkodad höjdkarta som visar de upphöjda terrae-"kontinenterna" i gult och mindre detaljer av Venus.

Forskare vid University of Cambridge som har studerat den kemiska sammansättningen av Venus atmosfär drar slutsatsen att dess inre är för torrt idag för att det någonsin ska ha funnits tillräckligt med vatten (om det någonsin funnits någon droppe alls) för att hav kunnat existera på dess yta. Istället har planeten sannolikt varit en brännhet ogästvänlig värld under hela sin existens.

Resultatet av studien har beskrivits i tidskriften Nature Astronomy och har betydelse för förståelsen av jordens unika karaktär och för sökandet efter liv på planeter utanför vårt solsystem. Även om många exoplaneter liknar Venus föreslås i  studien att astronomer bör begränsa sitt fokus till exoplaneter som är mer lika jorden än som gjorts historiskt.

På avstånd är Venus och jorden mycket lika de är nästan identiska i storlek och båda är stenplaneter. Men på nära håll är Venus mer som en ond tvilling. Den är täckt av tjocka moln av svavelsyra och dess yta har en medeltemperatur på nära 500 °C.

Trots dessa extrema förhållanden har astronomer i årtionden undersökt om Venus en gång kan ha haft flytande hav som kunnat hysa  någon form av "liv på ytan eller i dess tjocka moln.

"Vi kommer inte att veta helt säkert om Venus kan ha liv i molnen eller har kunnat ha livsformer förrän vi skickar sonder dit i slutet av detta årtionde", beskriver studiens huvudförfattare Tereza Constantinou, doktorand vid Cambridges Institute of Astronomy. Men med tanke på att Venus sannolikt aldrig haft hav är det svårt att föreställa sig att Venus någonsin har haft jordliknande liv vilket kräver flytande vatten.

Tänk om vi kunnat flytta Venus till en bana som Jordens och få den till att hysa liv och atmosfär som jordens. Då skulle vi haft två planeter med samma tyngdkraft mm en tvillingjord.

För mer om hur dessa forskare kom fram till sitt mycket troligt riktiga resultat enligt mig se denna länk från University of Cambridge. 

Insektsfossil ovanliga men nu har mjöllusfosill i puppastadiet hittats på Nya Zeeland

 

Bild https://www.otago.ac.nz  Bild https://www.otago.ac.nz  En närbild på två små, vita puppfossil av mjöllus.

I en ny studie som publicerats i tidskriften Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, visas att sällsynta fossil av mjöllusar (små insekter som är cirka 3 mm stora som fullväxta) har hittats i sediment från kratersjöar från miocen (23–5,3 miljoner år sedan) vid Hindon Maar, nära Dunedin. 

Fossilen som hittats vid Hindon Maar är cirka 1,5 mm x 1,25 mm och har bevarats i den position  de hade då de dog, fästa på undersidan av ett blad.

De är svarta med en oval kropp och har vissa likheter med dagens vita flugor – som form och färg. Men skiljer sig åt genom att alla segment av kroppen är tydligt definierade av djupa veck.

Medförfattaren till studien om upptäckten Dr Uwe Kaulfuss, vid universitetet i Göttingen i Tyskland och tidigare postdoktor vid geologiska institutionen vid University of Otago, upptäckte de små fossilen under en utgrävning vid Hindon tidigare i år.

"Det nya släktet och arten som beskrivs i studien avslöjar  att mjöllusen var en ekologisk komponent i gamla skogar på Sydön (Nya Zeeland)." beskriver– Uwe Kaulfus

– Fossil av vuxna mjöllössinsekter är inte ovanliga, men det krävs extraordinära omständigheter för att det skyddande skal som insekten finns i under sitt puppastadie.

– För ungefär 15 miljoner år sedan måste bladet med puppan ha lossnat från ett träd, blåst ner i en sjö och sjunkit djupt ner i sjöbottnen för att täckas av sediment och fossiliseras. Det måste ha skett i snabb följd eftersom de små insektsfossilen är väl bevarade.

Studiens medförfattare emeritus professor Daphne Lee, vid Otagos geologiska institution, beskriver att de bidrar till den expanderande insektsfaunan som avslöjas i Maar.

– Det var svårt att se så mycket med blotta ögat, men när fossilerna väl var under  mikroskop kunde vi se de fantastiska detaljerna, beskriver hon.

– Att lössen fortfarande är i livsposition på bladet är otroligt och extremt ovanligt. Dessa små fossil är de första i sitt slag som hittats på Nya Zeeland och bara det tredje exemplet på sådana fossill i puppstadiet som är kända globalt.

– Fram till för ungefär 20 år sedan var det totala antalet insekter i landet som var äldre än istiderna sju och nu är antalet 750. Nästan alla är inrymda i Otago Geology Department-samlingarna.

"Nya upptäckter som dessa från fossila fyndplatser i Otago innebär att vi har gått från att nästan inte veta någonting om den roll som insekter spelar till en ny uppskattning av deras betydelse för att förstå Nya Zeelands tidigare biologiska mångfald och historien om våra skogsekosystem."

Professor Lee säger att även om de flesta människor är intresserade av stora fossiler  är det mesta av djurlivet i skog insekter.

– Det finns 14 000 insektarter i Nya Zeeland och 90 procent finns ingen annanstans i världen, beskriver hon.

"Upptäckten av dessa små fossil visar att den här gruppen av insekter har funnits i Aotearoa, Nya Zeeland, i minst 15 miljoner år. Detta ger en väl daterad kalibreringspunkt för molekylära fylogenetiska studier.

Andra små fossil som är nya för vetenskapen har också hittats på Otago på Nya Zealand i år bland annat de första fossilen av dansfluga, translända, fantommygga och sumpbaggar  Dessa studier visar omfattningen av vetenskapliga samarbeten runt om i världen med medförfattare till dessa artiklar från Tyskland, Frankrike, Spanien, Polen och USA.