Vissa stjärnor förvränger sitt sken och vi missar om de har exoplaneter

 

Bild https://www.ucl.ac.uk

Det mesta av den information vi har om planeter utanför vårt solsystem (exoplaneter) kommer från nedgångar i stjärnors ljus när dessa planeter passerar framför sin sol.

Det kan ge ledtrådar om planetens storlek (genom att vi ser på hur mycket stjärnljus som blockeras) och vad dess atmosfär består av (genom att se på hur planeten ändrar mönstret av det stjärnljus som dämpas).

I en ny studie, publicerad i The Astrophysical Journal Supplement Series, dras nu slutsatsen att fluktuationer i stjärnljuset på grund av varmare och kallare områden på en stjärnas yta däremot kan förvränga våra tolkningar av exoplaneter som passerar dessa ljusskiftande områden mer än vi tidigare trott.

Forskarna såg på atmosfären hos 20 planeter av Jupiters och Neptunus storlek och fann att värdstjärnornas ljusföränderlighet förvrängde dataanalysen för ungefär hälften av exoplaneterna.

Om forskarna inte tar hänsyn till dessa variationer på rätt sätt skulle misstolkning av en rad olika faktorer som planeternas storlek, temperatur och sammansättningen av atmosfärer bli fel. Forskatteamet beskriver att risken för feltolkningar är hanterbar om forskarna ser på en rad våglängder av ljus inklusive det optiska området där effekterna av stjärnkontaminering är mest uppenbara.

Huvudförfattare till studien Dr Arianna Saba (UCL Physics & Astronomy),  gjorde studien som en del av sin doktorsexamen vid UCL (University College London) beskriver: "Dessa resultat var en överraskning vi fann mer stjärnkontaminering i våra data än vi förväntade oss. Genom att förfina vår förståelse för hur stjärnors variabilitet kan påverka tolkningar av exoplaneter kan vi förbättra våra modeller och i framtiden använda de mycket större datamängder som nu kommer från James Webbteleskopet och snart i det framtida Ariel och Twinkle på ett bättre sätt.

Månen Enceladus hav kan innehålla liv som är nästan omöjligt att upptäcka

 

Bild wikipedia Ett panoramafoto av Enceladus gejsrar av vatten taget av rymdsonden Cassini under 2015.

I en ny studie vid vid University of Reading,av Saturnus måne Enceladus visas att fysiken i främmande hav kan förhindra att djuphavsliv där kan nå platser (närma ytan) där vi kan upptäcka det.

Kemiska spår, mikrober och organiskt material avslöjande signaturer på eventuellt liv forskare letar efter  kan brytas ner eller omvandlas när de färdas genom havets distinkta lager upp mot ytan. Dessa omvandlade biologiska signaturer kan bli oigenkännliga när de når ytan där rymdfarkoster kan ta prover. Därmed kan liv missas även om livet frodas i djuphavet nedanför.

Flynn Ames, huvudförfattare vid University of Reading, beskriver: "Föreställ dig att du försöker hitta liv i djupet av jordens hav genom att bara ta prover på vattenytan. Det är den utmaning vi står inför med Enceladus förutom att vi också har att göra med ett hav vars fysik vi inte vet hur det är beskaffat.

– Vi har funnit att Enceladus hav borde bete sig som olja och vatten i en burk, med lager som motstår vertikal blandning. Dessa naturliga barriärer skulle kunna fånga partiklar och kemiska spår från liv i djupen hundratals till hundratusentals år. Tidigare trodde man livstecken skulle kunna flyta upp till havsytan inom några månader.

Citat Wikipedia: Enceladus är cirka 500 kilometer i diameter, vilket motsvarar en knapp sjättedel av Månens diameter. Förekomsten av en intern salt ocean (med ett djup av som man tror 10 km)  med en energikälla och enkla organiska föreningar i kontakt med månens stenkärna sätter Enceladus bland de mest troliga platserna i Solsystemet att kunna hysa främmande mikrobiellt liv.

I takt med att sökandet efter liv fortsätter kommer framtida rymdfärder att behöva vara extra försiktiga när de tar prover på Enceladus ytvatten då det gäller att dra slutsatser.

Med hjälp av datormodeller som liknar de som används för att studera jordens djuphav har studien visat viktiga implikationer för sökandet efter liv i solsystemet och bortom det. I takt med att forskare upptäcker fler istäckta havsvärldar (månar) som kretsar kring de yttre planeterna och avlägsna stjärnor kan liknande havsdynamik begränsa bevis för liv och dess byggstenar i djupare vatten som inte kan upptäckas från ytan. Till och med på världar som Enceladus, där havsmaterial genom gejsrar trycks ut från isen i gejsar bör man inte dra för stor slutledning av detta vatten vid provtagning. Den långa resan från djuphavet till ytan kan radera ut viktiga bevis på liv i djupet.

Studien om undersökningen publicerades torsdagen den 6 februari 2025 i Communications Earth & Environment och visar hur Enceladus hav bildar distinkta lager som dramatiskt bromsar förflyttningen av material från havsbotten till ytan.

Asteroiden Kamo'oalewa ursprung är Giordano Bruno-kratern på månen.

 

Bild https://news.arizona.edu/ Asteroiden Kamo'oalewa, målet för Kinas kommande Tianwen-2-uppdrag, kommer troligen från Giordano Bruno-kratern på månens baksida som ses ovan av NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter. NASA/Goddard/Arizona State University. 

Det är första gången forskare spårat en asteroid till dess ursprungsplats i detta fall en krater på månen. Till skillnad från de flesta jordnära asteroider som tros komma från asteroidbältet mellan Mars och Jupiters omloppsbanor sprängdes asteroiden 2016 HO3 känd även som Kamo'oalewa, troligen ut då Giordano Bruno-kratern bildades på månens baksida vid ett meteoritnedfall och har rusat genom rymden sedan dess i flera miljoner år enligt en ny studie publicerad i tidskriften Nature Astronomy.

Kamo'oalewa, har valts ut som mål för Kinas Tianwen-2-uppdrag och är en av asteroiderna i liknande omloppsbana runt solen som jorden. Asteroiden mäter mellan 50 till 60 meter i diameter. 

Enligt studiens huvudförfattare Yifei Jiao, forskare vid University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory och vilken även är doktorand vid Tsinghua University i Peking är studien den första redogörelsen för en potentiellt farlig jordnära asteroid som har kopplats till en specifik krater på månen.

Enligt datasimuleringar skulle det ha krävts en kollision med en diameter på minst 1 kilometer för att skjuta upp ett stort fragment som Kamo'oalewa ur en krater som undslapp månens gravitation. Enligt gruppens modell skulle nedslaget ha grävt upp Kamo'oalewa och kommit djupt nerifrån månens yta och lämnat efter sig en nedslagskrater större än 10 till 20 kilometer i diameter.

Det kommande Tianwen-2-uppdraget syftar till att returnera prover från Kamo'oalewa vilket potentiellt kan bekräfta att dess ursprung är månen och berika vår förståelse av månens påverkansdynamik och rymdvittringseffekter.

 Dessutom förväntas NASA:s NEO Surveyor-uppdrag att identifiera fler medlemmar av denna jordnära asteroider som härstammar från månen. 

-

Nya detaljer om månens historia

 

Bild https://news.uchicago.edu/ En konstnärs illustration av hur den delvis smälta månen kan ha sett ut. Illustration med tillstånd av NASA Goddard Space Flight Center.

Forskare tror att ett mycket stort föremål kraschade in i den nybildade jorden och att månen då bildades av det skräp som blev kvar vid nedslaget. Teorin kallas Theateorin.

Kollisionen var extremt våldsam, beskriver Nicolas Dauphas, huvudförfattare till en nyskriven artikel om händelsen och ledare av UChicago Origins Laboratory och professor vid institutionen för geofysiska vetenskaper och Enrico Fermi-institutet. Studien genomfördes i ett samarbete med forskare vid University of Chicago och tillämpade banbrytande tekniker för att göra ultraprecisa avläsningar av sällsynta mineral i sten. Resultaten av studien ger ytterligare kunskap av vår förståelse av hur både månen och jorden bildades.

Här ges en ålder för när månen bildades  och kanske också den tidpunkt då jorden blev möjlig för livets början.

Vi vet hittills följande.

Solsystemet bildades för cirka 4,57 miljarder år sedan. Kort därefter svalnade det och skräp for runt och kollidera och klumpade ihop sig över tid och bildade planeterna. Forskare tror att ett mycket stort föremål kraschade in i den nybildade jorden och  månen bildades av skräpet som kom till från detta nedslag.

Kollision var extremt våldsam, beskriver Dauphas tillräckligt våldsam för att smälta sten; "så först måste vi föreställa oss ett stort klot av magma som svävar i rymden runt jorden."Genom att testa små prover av månsten som samlats in från flera Apollo-uppdrag kom man fram till en ålder för månens avkylning: 4,43 miljarder år före nutid.

Baserat på andra studier tror forskare att det skulle ha tagit månen cirka 20 miljoner år att svalna till den nivå den hade för 4,43 miljarder år sedan. Om man arbetar baklänges visar det att själva månen bildades för cirka 4,45 miljoner år sedan.

Detta visar inte bara månens historia utan också jordens bildande eftersom kollisionen som resulterade i månen förmodligen också var den sista stora kollisionen med jorden vilket markerar den tid då jorden därefter kan ha blivit stabil och senare blivit möjlig för liv.

Dauphas benämner även att han tillägnade studien till minne av sin fru geokemisten Reika Yokochi, forskningsprofessor vid UChicago som gick bort 2024. "Hon var avgörande för alla aspekter av min forskning", beskriver han.

Studien kan läsas här Citation: “Completion of lunarmagma ocean solidification at 4.43 Ga.” Dauphas et al, Proceedings of the National Academy of Sciences, Jan. 6, 2025. 

 

Hubbleteleskopet upptäckte en galax med nio ringar

 

Bild https://www.stsci.edu  på Galax LEDA 1313424 taget av Hubbletelskopet.

I den stora galaxen LEDA 1313424 har Hubbleteleskopet upptäckt nio stjärnfyllda ringar. Något som verkat ha kommit som en effekt efter en kollision med en liten blå dvärggalax (troligen visar det blå att här bildas många nya stjärnor) som kraschat in i de centrala delarna av LEDA 1313424. Hubble har identifierat åtta synliga ringar, fler än vad som tidigare upptäckts av något annat teleskop i en galax och bekräftat en nionde ring med hjälp av data från W. M. Keck-observatoriet på Hawaii. Tidigare observationer av andra galaxer visar som mest två eller tre ringar.

"Det här var en slumpartad upptäckt", beskriver Imad Pasha, forskare och doktorand vid Yale University i New Haven, Connecticut.

– Jag tittade på en markbaserad (från teleskop på Jorden) kartläggning och när jag såg en galax med flera tydliga ringar och drogs omedelbart till den. Jag var tvungen att stanna upp för att undersöka det." Teamet gav senare galaxen smeknamnet "Bullseye".

Hubble- och Keck-observatoriets uppföljande observationer hjälpte forskarna att visa vilken galax som störtat in i centrum av Bullseye. Det visade sig vara en blå dvärggalax som ses i mitten till vänster på bilden ovan. Denna relativt lilla galax svepte som en pil genom centrum av Bullseye för cirka 50 miljoner år sedan och lämnade ringar efter sig likt krusningar i en damm. Ett tunt spår av gas länkar nu samman galaxparet även om de för närvarande är separerade av 130 000 ljusår.

"Vi fångar händelsen mitt i prick vid en mycket speciell tidpunkt", beskriver Pieter G. van Dokkum, medförfattare till den nya studien och professor vid Yale. "Det finns ett mycket smalt tidsfönster efter nedslaget när en galax som denna skulle ha så många ringar."

Galaxer kolliderar eller missar varandra ganska ofta på kosmiska tidsskalor men det är extremt sällsynt att en galax dyker genom centrum av en annan galax. Den blå dvärggalaxens raka bana genom Bullseye centrum fick material att röra sig både inåt och utåt i vågor i centrum av LEDA 1313424 vilket gett upphov till nya områden där stjärnor bildas.

Bullseye är nästan två och en halv gånger större än Vintergatan, 250 000 ljusår i diameter i jämförelse med Vintergatan som är ungefär 100 000 ljusår i diameter.

Forskarna använde Hubbleteleskopet för att noggrant finna platsen för de flesta av dess ringar, flertalet är staplade i centrum.

De använde Keck-observatoriet för att bekräfta ytterligare en ring. Teamet misstänker att en 10:e ring också existerat men denna har bleknat och går inte längre att upptäcka. De uppskattar att den kan ligga tre gånger längre ut än den bredaste ringen i Hubbles bild ovan.

Kan innevånare på en tvillingplanet till Jorden upptäcka oss?

 Bild https://www.seti.org  De maximala avstånd som var och en av jordens moderna teknosignaturer kan detekteras vid med hjälp av modern mottagningsteknik, i visuell form. Olika astronomiska objekt av intresse är också markerade.

Ett forskarteam under ledning av Dr. Sofia Sheikh vid SETI-institutet i samarbete med Characterizing Atmospheric Technosignatures-projektet och Penn State Extraterrestrial Intelligence Center bestämde sig för att söka svar på frågan: Om en utomjordisk civilisation existerade med teknik som liknar vår, skulle de kunna upptäcka jorden och bevis intelligent liv? Om så är fallet, vilka signaler skulle de upptäcka och från vilket avstånd?

Forskarna använde en teoretisk, modellmetod i studien. Den första som analyserar flera typer av teknosignaturer tillsammans. Resultatet avslöjade att radiosignaler, som radarstrålning från det tidigare Areciboobservatoriet är jordens mest detekterbara teknosignaturer, potentiellt synliga på upp till 12 000 ljusårs avstånd. 

Atmosfäriska teknosignaturer som utsläpp av kvävedioxid har även blivit mer detekterbara än de var för ett decennium sedan tack vare framsteg inom instrument som James Webb Space Telescope och det kommande Habitable Worlds Observatory (HWO). Med HWO kan vi upptäcka dessa strålningar så långt som 5,7 ljusår bort (Och har tvillingjorden samma utrustning kan de upptäcka oss på samma avstånd) strax bortom som vår närmaste stjärngranne, Proxima Centauri ligger

Slutligen, när de kommer närmare och närmare jorden kommer de att upptäcka fler och fler mänskligt skapade signaturer ex stadsljus, lasrar, värmeöar och satelliter vilket ger en heltäckande bild av vår teknologiska närvaro.

SETI-institutet grundades 1984 och är en ideell, tvärvetenskaplig forsknings- och utbildningsorganisation vars uppdrag är att leda mänsklighetens strävan att söka efter och förstå ursprunget och förekomsten av liv och intelligens i universum och att dela den kunskapen med världen.

Seti - forskningen omfattar de fysiska och biologiska vetenskapsgrenarna och utnyttjar expertis inom dataanalys, maskininlärning och avancerad signaldetekteringsteknik. SETI-institutet är en framstående forskningspartner för industri, akademi och statliga myndigheter, inklusive NASA och NSF.

Vattnet kom senare till jorden än man antog tidigare.

 

Bild https://newbrunswick.rutgers.edu  En bit av järnmeteoriten Campo del Cielo en av meteoriterna som analyserades i studien.

Forskare försöker ta reda på när de beståndsdelar som är nödvändiga för liv kom till jorden för att utröna när livet började på Jorden. Enligt nuvarande vetenskaplig förståelse är minst tre nödvändiga ingredienser nödvändiga för att liv ska uppkomma. Dessa är vatten, energi och en soppa av organiska kemikalier som kallas CHNOPS (vetenskaplig förkortning för kol, väte, kväve, syre, fosfor och svavel). "När vatten kom till jorden är en stor obesvarad fråga inom planetvetenskapen", beskriver Katherine Bermingham, associate professor in the Department of Earth and Planetary Sciences Rutgers School of Arts and Sciences och huvudförfattare till studien. "Om vi visste svaret skulle vi bättre förstå när och hur livet utvecklades."

Bermingham är en kosmogeokemist en forskare som studerar den kemiska sammansättningen av materia i solsystemet, särskilt med fokus på ursprunget och utvecklingen av solsystemet och dess stenplaneter. Forskningen innebär att analysera jordens stenar och utomjordiskt material som meteoriter. Med hjälp av masspektrometri av termisk jonisering och en ny analysmetod som teamet utvecklat, studerade Bermingham tillsammans med kollegor isotoper av grundämnet molybden. En isotop av molybden med samma antal protoner men ett annat antal neutroner. Detta gör att den kan dela samma kemiska egenskaper samtidigt men har en annan atommassa.

– Molybdenisotopsammansättningen i jordens stenar ger oss ett speciellt fönster mot händelser som inträffade runt tiden för jordens slutliga kärnbildning. Tiden då de sista 10 till 20 procenten av material samlades för planetbildningen. Den här perioden tros sammanfalla med då månen bildades, beskriver Bermingham. (Om forskarna här menar bildningen genom Theateorin då månen bildades genom att en annan planet kraschade in i jorden är okänt) 

De jämförde sammansättningen av molybdenisotoper i  meteoriter med sten från Grönland, Sydafrika, Kanada, USA och Japan som samlats in av fältgeologer. Molybden i dessa bergarter anses i allmänhet ha tillförts jorden under den tid då månen bildades, tiden då den slutliga kärnbildningen skedde. Det var  under den epoken teamet ville söka efter vattnets ursprung.

– När vi samlade in de olika proverna och mätte isotoper jämförde vi meteoriternas signaturer med stenars signaturer på jorden för att se om det fanns  likheter eller skillnader, beskriver Bermingham. "Och därifrån drog vi slutsatser."

Analyserna visade att de jordstenar de studerade var mer lika meteoriter från det inre solsystemets meteoriter än meteoriter från det yttre solsystemet."Våra resultat tyder på att den månbildande händelsen inte var en stor leverantör av vatten till jorden till skillnad från vad man tidigare har trott", beskriver Bermingham. Resultatet av studien visar dock möjligheten att en liten mängd vatten kom efter den slutliga kärnbildningen under det som kallas sen ackretion. (Men gåtan var merparten av vattnet kom från  blev inte löst).

Studien är publicerad i  den vetenskapliga tidskriften Geochimica et Cosmochimica Acta. Utöver Bermingham fanns andra medförfattare till studien från Rutgers School ex Linda Godfrey, biträdande forskningsprofessor, och laboratorieforskaren Hope Tornabene, båda vid Institutionen för geo- och planetvetenskaper.