Exo-Jupiterliknande planeten HAT-P-70 b:s atmosfär undersökt av Ghost

Bild https://noirlab.edu  Testspektra gjort av den röda kameran på den optiska bänken GHOST medan John Pazder (National Research Council Canada) utför den slutliga justeringen av spektrografoptiken. NOIRLab/NSF/AURA/J. Bassett

En mycket het Jupiter med beteckningen HAT-P-70 b (solsystemet vari den finns ligger 1073 ljusår bort från oss) har varit i fokus för en ny studie utförd vid Gemini South i Chile under ledning av Adam Langeveld, biträdande forskare vid John Hopkins University och ett team av astronomer där Emily Deibert, forskare vid Gemini South i Chile, ena halvan av International Gemini Observatory medverkade. Studien var delvis finansierad av U.S. National Science Foundation och drevs av NSF NOIRLab. Deibert är även författare av barnböcker.

 Forskarlaget använde ett nytt instrument på Gemini South-teleskopet som kallas Gemini High-resolution Optical SpecTrograph (GHOST). GHOST är ett kraftfullt instrument med förmågan att observera ett brett spektrum av våglängder samtidigt. Det kan slutföra observationer med hög effektivitet samtidigt som det ger upplösning i världsklass. Dessa förmågor gjorde det möjligt för teamet att se djupt in i HAT-P-70 b:s atmosfär där de upptäckte vindar i otroliga hastigheter. HAT-P-70 b är en mycket "pluffig" planet med en radie nästan dubbelt så stor som Jupiters. Den ligger så nära sin sol att dess omloppsbana är endast 2,7 jorddygn och har en temperatur på cirka 2300° Celsius vilket gör den till en av de hetaste planeter som hittills är kända. Den extrema temperaturen ger planeten en exotisk atmosfär innehållande en mängd olika gasformiga metalliska atomer och joner.

"Atmosfärer som denna är idealiska laboratorier att studera på exoplaneter i större skala på grund av den fantastiska möjligheten att upptäcka flertal kemiska ingredienser." Langeveld beskriver det som att: "Genom att mäta mängden av olika grundämnen särskilt genom att jämföra "steniga" grundämnen som kalcium och järn med "isiga" grundämnen som vatten och kol kan vi lära oss mer om hur dessa atmosfärer och planeter bildades och utvecklades.

I HAT-P-70 b:s atmosfär upptäckte teamet signaturer av joniserat kalcium. En gasformig och mycket energirik form av kalcium som bara kan existera i miljöer med mycket intensiv värme. De fann att kalciumsignalen sträcker sig tiotusentals kilometer in i den övre atmosfären.

Observationerna visade även att HAT-P-70 b har kraftfulla vindar som rusar från den brännheta dagsidan till den svalare nattsidan i hastigheter upp till 18 000 kilometer i timmen. De använde dessa upptäckta fakta till att dra slutsatser om planetens massa vilket avslöjade att den sannolikt är mycket mindre tät (låg densitet) än man tidigare trott, något som är en avgörande parameter för framtida jämförelser med Jupiters ultraheta atmosfär.

Resultaten av studien presenteras i en artikel som publicerats i The Astrophysical Journal Letters. 

ASKAP J1832-0911 är en mystisk strålningskälla

 

Ovan  https://www.icrar.org  bild av universum  som visar området runt ASKAP J1832-0911 utifrån röntgenstrålningsdata från NASA:s Chandra X-ray Observatory, radiodata från det sydafrikanska radioteleskopet MeerKAT och infraröd data från NASA:s rymdteleskop Spitzer. Fotograf: Ziteng Wang, ICRAR.

Objektet känt som ASKAP J1832-0911, sänder ut pulser av radiovågor och röntgenstrålar under två minuter var 44:e minut. ASKAP J1832-0911 finns cirka 15 000 ljusår från jorden.

Det är första gången som ett sådant objekt, kallade långperiodiska transienter (LPT), har upptäckts ge röntgenstrålning. Astronomer hoppas att det kan få veta mer om källorna till liknande mystiska signaler.

Forskarlaget upptäckte ASKAP J1832-0911 med hjälp av radioteleskopet ASKAP på Wajarri Country i Australien, som ägs och drivs av Australiens nationella vetenskapsmyndighet, CSIRO. De korrelerade radiosignalerna med röntgenpulser som upptäcktes av NASA:s Chandra X-ray Observatory, som av en slump observerade samma del av himlen. "Objektet liknar inget vi sett tidigare", beskriver Dr Ziteng (Andy) Wang from the Curtin University node of ICRAR.

ASKAP J1831-0911 kan vara en magnetar (kärnan av en död stjärna med kraftfullt magnetfält), eller så kan det vara ett par stjärnor i ett dubbelstjärnesystem där en av de två är en starkt magnetiserad vit dvärg (en stjärna med låg massa i slutet av sin existens)."

Men dessa teorier förklarar inte helt och hållet vad som observerats. Upptäckten kan tyda på en ny typ av fysik eller nya modeller av  stjärnors utveckling. Artikeln "Detection of X-ray Emission from a Bright Long-Period Radio Transient" publicerades  i Nature. 

En ny studie stöder existensen av Planet Nine

 

Bild wikipedia. Konstnärs föreställning av planet nio.

I de kalla, mörka utkanterna av solsystem långt utom räckhåll för de kända planeterna kan det finnas mystiska gasjättar och planetmassor tyst runt sina stjärnor  ibland tusentals astronomiska enheter (AU) bort från sin sol. I åratal har forskare förbryllats över hur dessa planeter med "vida omloppsbanor", inklusive den svårfångade Planet Nine som söks i vårt solsystem kan ha bildats. Nu kan ett team av astronomer ha funnit svaret.

I en ny studie publicerad i Nature Astronomy har forskare från Rice University och Planetary Science Institute använt komplexa datorsimuleringar för att visa att planeter i långa omloppsbanor inte är anomalier utan snarare naturliga biprodukter av en kaotisk tidig fas i solsystems utveckling. Denna fas inträffar medan stjärnorna fortfarande är tätt packade i sina stjärnhopar där de kommer till och planeter trängs om utrymmet i turbulenta, trånga system runt stjärnorna. "I grund och botten tittar vi på flipperspel i en kosmisk arkad", beskriver André Izidoro, assistant professor of Earth, environmental and planetary sciences vid Rice och studiens huvudförfattare.

 – När jätteplaneter sprids genom gravitationers växelverkan slungas en del av dem långt bort från sin sol. Om tidpunkten och den omgivande miljön är precis rätt, kastas inte dessa planeter ut ur solsystem utan blir snarare infångade i extremt vida omloppsbanor runt sin sol.

Studien kan hjälpa till att förklara det långvariga mysteriet med Planet Nine, en hypotetisk planet som tros kretsa runt vår sol på ett avstånd av 250 till 1 000 AE. Även om den aldrig har observerats (hittats) tyder vida  omloppsbanor hos flera transneptunska objekt på dess möjliga men svårfångade närvaro.

"Våra datorsimuleringar visar att om det tidiga solsystemet genomgick två specifika instabilitetsfaser,  tillväxten av Uranus och Neptunus och den senare spridningen av gasjättar finns det upp till 40 procents chans att ett Planet Nine-liknande objekt kan ha fångats in under den tiden", beskriver Izidoro.

Ingen vet om det stämmer i vårt solsystem och om planet nio finns därute och väntar på att upptäckas. Men ännu söks det bevis på om den finns eller inte.

Asteroider kretsande i Venus bana kan bli ett framtida hot mot Jorden

 

Bild De flesta av solsystemets asteroider finns i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Andra finns i omloppsbana runt planeter ex Jupitertrojanerna vilka bildar två grupper: en bakom och en framför Jupiter. Astronomer har hittills hittat 20 asteroider i omloppsbana runt Venus, vilka kan utgöra ett hot mot jorden. Bild: NASA/LPI

För tjugo år sedan gav den amerikanska kongressen NASA i uppdrag att hitta 90 procent av de jordnära asteroider som hotar jorden. Det har gjorts framsteg med att hitta dessa asteroider som kretsar runt solen och som ligger inom 1,3 astronomiska enheter (en astronomisk enhet är avståndet jorden - solen) från jorden. Sökandet utökas nu eftersom astronomer nu hittar asteroider som kretsar runt Venus och som kan utgöra ett framtida hot.

Ny forskning görs för att söka efter om det finns fler ännu ej funna asteroider som kan kretsa runt Venus och hur vi kan upptäcka dessa dolda i motljus från solen. De kan gömma sig i solens bländning och motstå våra försök att hitta dem. För att finna dem handlar det om observerbarhetsfönster och hur asteroidernas ljusstyrka förändras.

Vårt mål är att bedöma det möjliga hot som den ännu oupptäckta populationen av asteroider runt Venus eller i Venus bana  som kan utgöra mot jorden och att undersöka deras detekterbarhet från jorden från rymdobservatorier", beskriver författarna. Studien visar hur svårt det kan vara att upptäcka dessa farliga asteroider från jorden. En lösning kan vara att skicka en rymdfarkost till Venus omloppsbana.

"Observationer som görs från Venus omloppsbana som är vänd bort från solen, kan dock förbättra upptäckten av dessa kroppar", förklarar forskarna. Flera uppdrag har föreslagits, bland annat till solen-jorden eller solen-Venus L1 eller L2 halobana. 

Vi vet att det finns asteroider där ute som riskerar att slå ner på jorden. En del av dem är så stora att de kan förstöra hela städer. Till och med en relativt liten asteroid med en diameter på 150 meter kan träffa jorden med en kraft som motsvarar hundratals megaton TNT. Det är tusentals gånger mer potent än de atombomber som fälldes under andra världskriget.

Vera Rubin-observatoriet kommer att upptäcka många asteroider under sina regelbundna kartläggningar. Att hitta potentiellt farliga asteroider i omloppsbana runt Venus kan dock kräva en särskild ansträngning.

"Även om kartläggningar som de från Rubinobservatoriet  kanske kan upptäcka några av dessa asteroider inom en snar framtid, tror man att endast en dedikerad observationskampanj från ett rymdbaserat uppdrag nära Venus potentiellt skulle kunna kartlägga och upptäcka alla asteroider i omloppsbana runt Venus.

Forskningsrapporten har titeln "The invisible threat: assessing the collisional hazard posed by the undiscovered Venus co-orbital asteroids" och har skickats in till tidskriften Astronomy and Astrophysics 

Huvudförfattare var Valerio Carruba, biträdande professor vid São Paolo University i Brasilien. Tidningen finns för närvarande tillgänglig på arxiv.org.

Exoplaneten K2-18bs kemi verkar inte ha liv som vi känner det.

 

Bild https://phys.org/news  En illustratörs illustration av planeten K2-18b, en av de planeter som antas kunna hysa liv därute men som nu inte är lika intressant.

Exoplaneten K2-18b finns 124 ljusår bort i stjärnbilden Lejonet.

Planeten tros vara på rätt avstånd från sin sol för att ha kunna ha flytande vatten vilket gör den till en huvudmisstänkt i sökandet efter utomjordiskt liv.

Förra månaden skapade astronomer med hjälp av James Webb Space Telescope rubriker genom att meddela att de hade upptäckt tecken på kemikalierna dimetylsulfid (DMS) och dimetyldisulfid (DMDS) på planeten. Dessa kemikalier produceras endast av liv, t.ex. marina alger på jorden, vilket innebär att de anses vara potentiella "biosignaturer" som indikerar på liv.

Astronomerna under ledning av Nikku Madhusudhan vid Cambridge University, uttryckte försiktighet om en ev biosignatur och betonade att de inte hävdade en definitiv upptäckt av detta.

Deras upptäckt hade nått en tre-sigma-nivå av statistisk signifikans "vilket innebär att det fortfarande finns en chans på tre på 1 000 att detta är en lyckträff", beskriver Madhusudhan. Två av Madhusudhans tidigare studenter, Luis Welbanks från Arizona State University och Matthew Nixon från Maryland University var bland de forskare som sedan dess har analyserat insamlad data bakom tillkännagivandet. I en modell utökade Welbanks och kollegor antalet möjliga kemikalier som kunde förklara de signaler som Webbteleskopet upptäckte till 90 från de ursprungliga 20.

Mer än 50 gav en "träff", beskriver Welbanks till nyhetsbyrån AFP.

Forskarna säger inte att planeten definitivt inte har DMS bara att De tre mest "lovande" kemikalierna de hittade inkluderade DMS men inte DMDS. De andra två kemikalierna var dietylsulfid och metylakrylnitril, varav den senare är giftig.

Madhusudhan medgav att dessa föga kända kemikalier sannolikt inte är "realistiska molekyler" på en planet som K2-18b.

Welbanks påpekade att "inom loppet av en månad utan några nya data, utan nya modeller, utan några nya laboratoriedata förändrades hela deras analys". Mer data om K2-18b kommer under nästa år vilket bör ge en mycket tydligare bild av planetens kemiska innehåll, tillade Madhusudhan.

Även om planeten bekräftas innehålla DMS är det inte en garanti för liv. Kemikalien har upptäckts även på en livlös asteroid så därför behövs fler observationer, tillade Welbanks.

Fruset vatten hittat i protoplanetär skiva runt stjärnan HD 181327

Bild https://webbtelescope.org/ illustratörs bild av skivan och stjärnan HD 181327

Forskare bekräftade närvaron av vattenis i en dammig protoplanetär skiva runt en solliknande stjärna 155 ljusår bort med hjälp av detaljerade data av spektra taget av  NASA:s James Webb Space Telescope. (Termen vattenis specificerar dess sammansättning, eftersom många andra frusna molekyler också observeras i rymden, till exempel koldioxidis eller "torris".) 2008 antydde data från NASA:s numera pensionerade rymdteleskop Spitzer att det kunde finnas fruset vatten i detta solsystem.

– Webb upptäckte inte bara vattenis utan även kristallin vattenis något som också finns på platser som i Saturnus ringar och isiga objekt i Kuiperbältet", beskriver Chen Xie, huvudförfattare till den nya artikeln och biträdande forskare vid Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland. Kristallin vattenis är fruset vatten av den form vatten vanligtvis har på Jorden. 

Allt fruset vatten som Webb upptäckt är blandat med fina dammpartiklar som finns i den protoplanetära skivan  som omger stjärnan. Resultatet av studien har publicerats i tidskriften Natur 

Vattenis har inte spridits inte jämnt i skivan. Majoriteten finns där det är kallast och längst bort från stjärnan. "Den yttre delen av fragmentskivan består av över 20 procent vattenis", beskriver Chen Xie, huvudförfattare av den nya artikeln och vilken är biträdande forskare vid Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland.

Astronomer har väntat på dessa definitiva data i årtionden. – När jag var doktorand för 25 år sedan sa min handledare till mig att det borde finnas is i protoplanetära skivor, men före Webbtelekopet hade vi inte tillräckligt känsliga instrument för att göra skarpa observationer, beskriver Christine Chen, medförfattare och astronom vid Space Telescope Science Institute i Baltimore. – Det som är mest slående är att dessa data liknar teleskopets senaste iakttagelser av objekt i Kuiperbältet i vårt eget solsystem."

Vattenis är en viktig ingrediens i skivor runt unga stjärnor. Det har stor inverkan på bildandet av jätteplaneter och kan komma från små kroppar som kometer och asteroider till fullt bildade stenplaneter. Nu när forskare har upptäckt vattenis med Webb har de öppnat dörren för alla forskare att studera hur dessa processer utspelar sig  i andra solsystem.

Stjärnan, som har beteckningen HD 181327, är betydligt yngre än vår sol. Den uppskattas vara 23 miljoner år gammal, jämfört med solens 4,6 miljarder år. Stjärnan är något mer massiv än solen och hetare.

Webbs observationer bekräftar att det finns ett stort gap mellan stjärnan och dess skiva – ett stort område som är fritt från stoft. Längre ut liknar dess protoplanetära skiva Kuiperbältet i vårt solsystem, där dvärgplaneter, kometer och andra bitar av is och sten finns (och ibland kolliderar). För miljarder år sedan liknade troligen den här stjärnans fragmentskiva vårt Kuiperbälte.

"HD 181327 är ett mycket aktivt system", beskriver Chen. "Det sker regelbundna, pågående kollisioner i  skivan. När de isiga kropparna kolliderar uppstår små partiklar av dammig vattenis av en storlek som gör att Webbteleskopet ska kunna upptäcka dem.

Forskarna observerade HS-181327 med Webbs NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), som är superkänslig för extremt svaga dammpartiklar som bara kan detekteras från rymden.

Varför är vissa stenar på månen magnetiska?

 

Bilden wikipedia visar Regnets hav på månen.

Forskare har under en längre tid undrat vart månens magnetism tog vägen. Svaret har sökts ända sedan rymdfarkoster i omloppsbana runt månen fångade upp tecken på ett högt magnetfält i sten på månens yta medan månen i sig inte har en inneboende magnetism.

Nu kan MIT-forskare (Massachusetts Institute of Technology) ha löst mysteriet. De föreslår att en kombination av ett uråldrigt, svagt magnetfält och ett stort, plasmagenererande nedslag tillfälligt kan ha skapat ett starkt magnetfält koncentrerat till månens baksida.

I en studie som publicerades nyligen i tidskriften Science Advances beskriver forskarna genom detaljerade datasimuleringar att ett nedslag till exempel av en stor asteroid, kan ha genererat ett moln av joniserade partiklar som kortvarigt omslutit månen. Detta plasma skulle ha strömmat kring månen och koncentrerats på motsatt plats mot det första nedslaget. Där skulle plasmat ha interagerat med och tillfälligt förstärkt månens svaga magnetfält. Alla stenar i regionen där kan ha förhöjda magnetism innan fältet snabbt dog bort.

Denna kombination av händelser skulle kunna förklara förekomsten av mycket magnetiska stenar som upptäckts i ett område nära sydpolen på månens baksida. Det råkar vara så att en av de största nedslagsbassängerna. Imbriumbassängen (Regnets hav) ligger på exakt motsatt plats på månens framsida (om man tänker sig ett streck rakt igenom månen). Forskarna misstänker att asteroiden som gjorde nedslaget sannolikt släppte ut det moln av plasma som startade scenariot i deras datasimuleringar.