Ny måne upptäckt runt Uranus

 

Bild https://science.nasa.gov/ Astronomer har med hjälp av NASA:s James Webb Space Telescope upptäckt en ny måne i omloppsbana runt Uranus i bilder tagna med Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera). Bilden visar månen, med beteckningen S/2025 U1, samt 13 av de 28 andra kända månarna som kretsar runt planeten. (Den lilla månen Cordelia kretsar precis innanför den yttersta ringen, men syns inte i dessa vyer på grund av bländning från ringarna.) På grund av de drastiska skillnaderna i ljusstyrka är bilden en sammansättning av tre olika behandlingar av data, vilket gör att betraktaren kan se detaljer i planetatmosfären, de omgivande ringarna och de kretsande månarna. Datan togs med NIRCams bredbandiga F150W2-filter som sänder infraröda våglängder från cirka 1,0 till 2,4 mikron. NASA, ESA, CSA, STScI, M. El Moutamid (SwRI), M. Hedman (University of Idaho)

Med hjälp av NASA:s James Webb Space Telescope har ett team under ledning från Southwest Research Institute (SwRI)  bekräftat fyndet av en tidigare okänd måne i omloppsbana runt Uranus vilket utökar Uranus kända månantal till 29. Upptäckten gjordes den 2 februari 2025.

"Det här objektet upptäcktes i en serie av 10st 40-minuters långexponerade bildtagningar  av Near-Infrared Camera (NIRCam)", beskriver Maryame El Moutamid, en av de ledande forskarna vid SwRI:s Solar System Science and Exploration Division baserad i Boulder, Colorado. "Det är en liten måne men en betydande upptäckt. En måne som inte NASA:s rymdfarkost Voyager 2 upptäckte under sin förbiflygning 1976."Den nyupptäckta månen uppskattas vara 10 kilometer i diameter, förutsatt att den har en liknande spegling (albedo) som Uranus andra små månar. Den lilla storleken gjorde den troligen osynlig för Voyager 2 och andra teleskop beskriver El Moutamid .

"Ingen annan planet har så många små inre månar som Uranus, och deras komplexa inbördes relationer med ringarna antyder en kaotisk historia som suddar ut gränsen mellan ett ringsystem och ett system av månar", beskriver Matthew Tiscareno vid SETI-institutet i Mountain View, Kalifornien, som ingick i forskargruppen.

"Månen finns cirka 56 000 kilometer från Uranus centrum och kretsar kring planetens ekvatorialplan mellan Ofelias omloppsbanor (som ligger precis utanför Uranus huvudringsystem) och Bianca", beskriver El Moutamid. "Dess nästan cirkulära omloppsbana tyder på att den kan ha bildats nära sin nuvarande plats."

Dessutom är månen mindre och mycket ljussvagare än den minsta av de tidigare kända inre månarna, vilket gör det troligt att ännu mer komplexitet återstår att upptäcka. Månen är den 14:e medlemmen i det intrikata systemet av små månar som kretsar innanför de största månarna Miranda, Ariel, Umbriel, Titania och Oberon. (Alla Uranus månar är uppkallade efter karaktärer från Shakespeare och Alexander Pope.) Då bör denna måne få ett namn från samma författares verk.

Ett namn på den nyfunna månen måste dock först godkännas av Internationella astronomiska unionen (IAU), den ledande myndigheten när det gäller att tilldela officiella namn och beteckningar till astronomiska objekt

Magnetism i vatten ger syre på mer än ett vis för framtida astronauter

 

Bild https://warwick.ac.uk/ Professor Katerina Brinkert, hedersprofessor vid University of Warwick och professor i Human Space Exploration Technologies och chef för ZARM, beskriver: "Vi kunde bevisa att vi inte behöver centrifuger eller några mekaniska rörliga delar för att separera det producerade vätet och syret från den flytande elektrolyten. Vi behöver inte ens extra kraft. Istället är det ett helt passivt system som kräver lite underhåll."

Det vanliga sättet att producera syre i rymden är genom vattenelektrolys, en process som delar upp vatten i väte och syre med hjälp av elektroder nedsänkta i en elektrolyt. I omloppsbanans tyngdlöshet svävar dock inte gasbubblor uppåt. Istället tenderar de att fastna på elektroderna och förbli svävande i vätskan, vilket kräver ett komplext, skrymmande och strömkrävande vätskehanteringssystem för uppdelningen som är opraktiskt för långvariga uppdrag eftersom varje kilo utrustning i rymden och varje producerad watt är en kostnad.

Det internationella teamet  forskare från University of Warwick, Georgia Institute of Technology och ZARM kan nu visa att en enkel lösning till magnetfält som kan stödja separationen av gasbubblor från elektroder i en mikrogravitationsmiljö. Lösningen skapades vid Bremen Drop Tower utan skrymmande utrustning. Professor Katerina Brinkert, hedersprofessor vid University of Warwick och professor i Human Space Exploration Technologies  chef för ZARM, beskriver: "Vi kunde visa att vi inte behöver centrifuger eller några mekaniska rörliga delar för att separera det producerade vätet och syret från den flytande elektrolyten. Vi behöver inte ens extra kraft. Istället är det ett helt passivt system som kräver lite underhåll."

Dr. Álvaro Romero-Calvo, biträdande professor, Georgia Institute of Technology beskriver: "Vårt team kunde visa att magnetiska krafter kan styra elektrokemiska bubbelflöden i mikrogravitation vilket avviker från den senaste tekniken inom låggravitationsvätskemekanik och möjliggör framtida arkitekturer för bemannade rymdfärder."

Med hjälp av vanliga permanentmagneter utvecklade forskargruppen ett passivt fasseparationssystem som trycker bort bubblorna från elektroderna och samlar in dem på utsedda platser.

För att uppnå detta genombrott utvecklade teamet två kompletterande metoder för att möjliggöra insamling av syrebubblor från elektroden. Den första drar nytta av hur vatten naturligt reagerar på magnetism i mikrogravitation och leder gasbubblor mot uppsamlingsplatser.

Den andra metoden använder magnetohydrodynamiska krafter, som uppstår från interaktionen mellan magnetfält och elektriska strömmar som genereras av elektrolys. Detta skapar en snurrande rörelse i vätskan som separerar gasbubblor från vatten genom konvektiva effekter vilket uppnår fasseparation som mekaniska centrifuger som används på ISS, men med hjälp av magnetiska krafter istället för mekanisk rotation.

Forskarnas resultat är en fyra års gemensam forskning. Álvaro Romero-Calvo från Georgia Tech tog fram den ursprungliga idén och utförde beräkningarna och de numeriska simuleringarna redan 2022. Han fortsatte sedan att utveckla ett system för att spjälka vatten till syre och väte med hjälp av magnetiska effekter. För att bevisa och kvantifiera teorin i elektro- och fotoelektrokemiska uppställningar utvecklade Katharina Brinkerts team vid Warwick (fram till 2024) och sedan ZARM, experiment och enheter som ska utvärderas i mikrogravitation.

Publiceringen av studien finns nu i  en Nature Chemistry –publikation  där teamet av forskare från University of Warwick, Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) vid University of Bremen och Georgia Institute of Technology beskriver den anmärkningsvärt enkla och eleganta lösningen för att göra framtidens syreproduktion lättare, enklare och mer hållbar med hjälp av magnetism.  

Galaxen NGC 45 är svår att se.

 

Den här bilden från NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble zoomar in på de diffusa spiralarmarna i galaxen NGC 45, som finns 22 miljoner ljusår bort i stjärnbilden Valen.

För bilden användes data från två kompletterande observationsprogram. Det första tog en bred bild av 50 närliggande galaxer och utnyttjade Hubbles förmåga att observera ultraviolett ljus genom synligt ljus till nära infrarött ljus med syftet att studera stjärnbildning i ljussvaga galaxer som denna. Det andra programmet undersökte många av de närliggande galaxerna lik denna och smalnade av på en våglängd av rött ljus som kallas H-alfa. Stjärnbildande nebulosor är kraftfulla producenter av H-alfa-ljus, och flera av dessa områden är synliga som i NGC 45 genom ljust rosa-röda fläckar.

Dessa observationsprogram syftar till att studera stjärnbildning i galaxer av olika storlek, struktur och grad av isolering och av sådana är  NGC 45 är ett särskilt intressant mål. Även om det kan tyckas vara en vanlig spiralgalax är NGC 45 en märklig typ som kallas en galax med låg ytljusstyrka.

Galaxer med låg ljusstyrka på ytan är ljussvagare än själva natthimlen vilket gör dem otroligt svåra att upptäcka. De ser oväntat ljussvaga ut eftersom de har relativt få stjärnor i förhållande till den volym av gas och mörk materia som de innehåller.

Förbättrade solsegel för rymdfarkoster

 

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

I en ny studie från University of Nottingham beskrivs en förbättring och användning av bränslefria framdrivningssystem för rymdfarkoster och hur de skulle kunna användas i framtida rymduppdrag.

Transmissiva solsegel styr med hjälp av enbart solljus, inte genom att reflektera det utan genom att böja ljuset i mikroskopiska, brytningsmönster.

Akademiker från tekniska fakulteten och NottSpace-forskargruppen vid University of Nottingham har utvecklat ett nytt optimeringsramverk för att designa och utvärdera dessa brytningsmönster. Resultatet blev avsevärt förbättrad kontroll- och framdrivningseffektivitet. Detta bidrar direkt till utvecklingen av hållbar teknik med låg miljöpåverkan i framtida rymduppdrag vilket minskar beroendet av bränsle ombord och möjliggör längre verksamhet i yttre rymden.

Dr Cappelletti och Dr Pushparaj från NottSpace-forskargruppen, i samarbete med Technical University of Munich, Tyskland, och Kungliga Tekniska högskolan, Sverige har bidragit till en bredare plan för ett planetariskt solskyddssystem. En idé som utforskats som en del av det globala arbetet med geoengineering av solenergi. Det föreslagna solskyddsystemet kan hjälpa till att reflektera och sprida solstrålningen för att minska den globala temperaturen.

Nyligen var Dr Cappelletti från University of Nottingham också inbjuden att presentera detta koncept vid ett FN-evenemang om klimatinnovation där hon talade om potentialen hos solsegelaktiverade planetariska solskydd som en del av framtida strategier för klimatåterhämtningstrategi.

Rapporten "Modelling and numerical optimisation of refractive surface patterns for transmissive solar sails (Acta Astronautica, 2025)" beskriver en ny klass av ultralätta, bränslefria framdrivningssystem för rymdfarkoster och kan läsas här. 

Sökandet efter den mystiska axionen som kan förklara mörk materia pågår för fullt.

 

Bild Det stegliknande mönstret som avslöjas i de data som forskarna observerade och som potentiellt visar omvandlingen av gammastrålar till axioner (hypotetiska elementarpartiklar så kallade bosoner). Illustration är från forskningsrapporten i nature se nedan.

Axionen som omtalas är en hypotetisk elementarpartikel som kan vara nyckeln till att förstå mörk materia. Materien som tros ta upp cirka 80 procent av materia i universum.

Ingen har ännu bevisat existensen av axionen. Men med ett smart trick med hjälp av avlägsna galaxers strålning kan fysiker från Köpenhamns universitet komma närmare än någonsin tidigare.

I stället för att använda en partikelaccelerator på jorden, som den vid CERN, vände sig forskarna mot kosmos och använde den som en slags gigantisk partikelaccelerator. Specifikt sökte de efter elektromagnetisk strålning som  kommer från kärnorna (där det svarta hålet finns) av avlägsna och mycket ljusstarka galaxer.

De observerade strålningen när den passerade genom  enorma magnetfält i galaxhopar, där en del av denna strålning enligt teorin skulle kunna omvandlas till axioner. Denna omvandling skulle då lämna efter sig små, slumpmässiga fluktuationer i insamlad data. Men varje signal om den uppkommer och hittas är så svag att den försvinner i universums bakgrundsbrus.

Därför introducerade  forskarna ett nytt koncept. Istället observerade de totalt 32 supermassiva svarta hål placerade bakom galaxhopar (från bakomliggande galaxer) och kombinerade sedan insamlad data från sina observationer.

När forskarna därefter analyserade datan blev de överraskade över att upptäcka ett mönster som liknade signaturen hos den svårfångade och sökta axionpartikeln som man teoretiskt  tror finns.

– Normalt sett är signalen från  partiklar som dessa oförutsägbara och uppträder som slumpmässigt brus. Men vi insåg att genom att kombinera data från många olika källor hade vi omvandlat allt brus till ett tydligt, igenkännbart mönster, förklarar Oleg Ruchayskiy, docent vid Niels Bohr-institutet vid Köpenhamns universitet och huvudförfattare till artikeln i Nature Astronomy där sökandet efter  axionen beskrivs. Han tillägger: Det visar sig som ett unikt stegliknande mönster som visar hur den här konverteringen skulle kunna se ut. Vi ser det ännu bara som en antydan till en signal i vår data, men det är  väldigt lockande och spännande. Man skulle kunna kalla det en kosmisk viskning, nu tillräckligt hög för att höra.

"Vi är så glada, för det är inte ett engångsframsteg. Denna metod gör det möjligt för oss att gå bortom tidigare experimentella gränser och har öppnat en ny väg för att studera dessa svårfångade partiklar. Tekniken kan upprepas av oss, av andra grupper, över ett brett spektrum av massor och energier. På så sätt kan vi lägga fler bitar till pusslet för att förklara mörk materia, beskriver Postdoc Lidiia Zadorozhna Niels Bohr Institute."

Läs studien "Constraints on axion-like particles from active galactic nuclei seen through galaxy clusters" (Begränsningar för axionliknande partiklar från aktiva galaxkärnor sedda genom galaxhopar).Länk här från tidskriften  Nature. 

Intresset stort just nu i sökande efter utomjordiskt liv.

 

Bild https://www.universiteitleiden.nl/ Illustration av TOI 700 d, en exoplanet av jordens storlek i den så kallade beboeliga zonen av sin sol TOI 700. Forskningen om exoplaneter har lett till ökade förväntningar i sökandet efter liv

Forskare vid Leidens universitet har analyserat nästan 30 års kommunikation om astrobiologi. Astrobiologi ställer grundläggande frågor om livet i universum: hur uppstod det? Finns det liv bortom jorden? I den nyligen publicerade studien har forskarna undersökt hur fältet skildrats i offentligheten från 1996 till 2024 genom att belysa vilka spekulationer och löftensom sökandet efter liv utanför jorden beskrivs i medierna.

Forskarna undersökte tre typer av informationskällor i området: akademiska uppsatser, pressmeddelanden och nyhetsartiklar. Danilo Nogueira Albergaria Pereira Project scientist och hans kollegor void Leidens universitet  fann att de vanligaste spekulationerna handlade om förhållanden eller ingredienser för liv bortom jorden, följt av spekulationer om existensen av liv. De fann också att spekulationer om resultaten av sökandet var ovanliga och spekulativt innehåll om potentiella bevis som pekar på att liv har hittats är sällsynt.

Tidningar visade mycket mindre spekulationer och löften än pressmeddelanden och nyhetsartiklar, men referentgranskade artiklar uppvisade också en del spekulativt innehåll, särskilt om villkor och ingredienser för möjligt liv bortom jorden. Totalt undersöktes 630 artiklar i en kvantitativ innehållsanalys. De flesta publicerade på engelska, men i analysen ingår även nyheter publicerade på portugisiska och spanska. Artiklarna kom från sex referenstidningar: The New York Times (USA), The Guardian (Storbritannien), Folha och Estadão (Brasilien), Público (Portugal) och El País (Spanien)

En publication som beskriver forskningsresultatet från forskarna  Danilo Albergaria, Pedro Russo, Ionica Smeets, Thilina Heenatigala och Dallyce Vetter kan läsas här. 

Ett nytt enkelt sätt att testa om liv finns eller liv fanns på Mars.

 

Bild https://www.imperial.ac.uk/ Curiosity-rovern på Mars (NASA)

Doktorand Solomon Hirsch och hans handledare professor Mark Sephton, vid Imperial College Londons Department of Earth Science & Engineering  har insett att ett redan befintligt instrument på curiosity rovern på Mars kan användas för att upptäcka livstecken till en bråkdel av kostnaden för att utveckla nya uppdrag och instrument för sökandet efter detta på Mars.

Rovern har instrumentet som har potential att användas för att upptäcka levande organismer på planeter eller månar på plats. Instrumentet kallat gaskromatograf-masspektrometer (GC-MS), har installerats på Marssonder sedan mitten av 1970-talet  tidiga versioner av instrumentet fanns redan på landarna Viking I och Viking II som var först på Mars och landade 1976.

Solomon och Mark kom fram till att instrumentet kunde användas för att upptäcka en kemisk bindning i cellmembranmolekyler något som finns i många levande och nyligen avlidna, organismer. "Rymdorganisationer som NASA och ESA har inte vetat att deras instrument redan kan göra detta", beskriver professor Sephton. – Här har vi utvecklat en elegant metod som snabbt och tillförlitligt identifierar en kemisk bindning som visar om det finns eller funnits liv, beskriver han. "Rovern Curiosity som varit 13 år på Mars kan med detta instrument programmeras till att användas för ovan ändamål”.

Den nya metoden detekterar en unik sekvens av atomer som binder de molekyler som ingår i de yttre membran som finns hos levande bakterier och eukaryaceller. 

 Dessa utgör den stora majoriteten av biologisk materia på jorden och inkluderar de typer av livsformer som forskarna också förväntar sig kan finnas bortom jorden.

Forskningens resultat har publiceras i tidskriften Nature Space Exploration.