Saturnus måne Rhea

 

Hydrazin är en färglös, rykande, hygroskopisk vätska med ammoniaklukt med molekylformeln N2H4. Den är blandbar med vatten i alla proportioner. Hydrazin är mycket energirikt (ΔHf0 12,1 kcal/mol) och används som bränsle i rymdraketer. Ren hydrazin kan självantända,

Rhea är näst störst av Saturnus 82 månar. Rheas yta består av vatten och is och tros under denna ha en stenkärna av storlek av 1/3 av månens volym. Precis som Jordens måne är alltid samma sida av Rhea vänd mot Saturnus (obs Jordens måne mot solen).

I en ny rapport i Science Advances har Mark Elowitz och ett team andra forskare i fysikaliska vetenskaper, optisk fysik, planetarisk vetenskap och strålningsforskning i USA, Storbritannien, Indien, och Taiwan presenterat den första analysen av långvågigt ultraviolett reflektorspektra av regioner på  Rhea. Uppgifter som samlats in av Cassinis instrument där ultraviolettbildåtergivning undersökts i spektrografi nu.

Cassini-Huygens var ett forskningsprojekt som bestod av rymdsonden Cassini och landaren Huygens vilka skickades till planeten Saturnus och dess månar i första hand Titan. Bakom projektet stod NASA, ESA och det italienska rymdorganet Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Uppdragets längd var mellan 1997 då den sköts upp och tills kontakten med farkosten bröts den 15 september 2017.

De visades genom spektrografi att det på Rhea fanns  hydrazin monohydrat eller att detta var den mest rimliga kandidaten att förklara funktionen eller absorptionen vid 184 nm. Hydrazin var också ett drivmedel i Cassinis propellrar men då denna insamlingen av data gjordes var inte dessa igång vid överflygningen över isen gjordes och därför antogs signalen vara hydrazin från annan källa.

Forskarna beskriver hur hydrazinmonohydrat kan uppkomma kemiskt på isiga ytor. Ytan på Rhea har stora kratrar såsom stora nedslagskratrar i nord-sydlig riktning. Yttemperaturen på Rhea skiftar mellan ca 150 till 200 C. Hypotesen är att det existerar en källa av koltetraklorid (CCl4) på Rhea och ett färskt lager av vatten-is som har sitt ursprung från Saturnus E-ring. UV-refrestansspektroskoptekniken var  känslig i de övre mikrometrarna vilket gjorde det möjligt för forskarna att upptäcka ett lager av klormetanföreningar under vattenisdepositionerna på Rhea.

Det var dock fortfarande svårt att förklara förekomsten av klorföreningar via kemiska vägar på Rhea eftersom deras ursprung krävde förekomsten av ett inre havsskikt eller exogen leverans av mikrometeoroider eller asteroider som innehåller klor. Även Saturnus månar Titan och Dione antas ha samma uppbyggnad i isen.

Jag (min anm.) är tveksam till resonemanget. Visst har det upptäckts hydrazin men jag anser att detta kommer från raketbränslet. Säkert har de rätt i att propellrarna var avstängda vid överflygning av isytan och inget bränsle då kom ur farkosten. Men bränsleföreningar av detsamma kan ha följt med sedan tidigare som ett tunt moln eller tunt mindre molekylmoln och stört mätningarna eller förfalskat dem. Vi ska komma ihåg att detta är rymden där inga vindar finns som rör bort föroreningar.

 

Bild från vikipedia på Rhea.

Messinger lyckades fotografera ett nedslag på Merkurius

 

Rymdfarkosten Messenger hade i första hand som huvuduppgift att samla in  fakta om Venus atmosfär och att på ett nytt sätt mäta hur länge neutroner kan existera på egen hand.

Nu visar dock en färsk studie (data tar år att gå igenom efter en rymdfärds alla insamlade uppgifter) som publicerats i Nature Communications att rymdfarkosten upptäckte även något annat som går till vetenskapens historia.

Den har mycket sannolikt bevittnat en stor meteoroids nedslag på Merkurius. Det är första observationen någonsin av ett nedslags påverkan på någon annan himlakropp än jorden eller månen. Det anses otroligt att MESSENGER kunde ha turen att se detta hända, säger Jamie Jasinski, rymdfysiker vid Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien och huvudförfattare till en studie om händelsen. "Dessa data spelar en riktigt viktig roll för att hjälpa oss att förstå hur en meteoroids påverkan bidrar till material till Merkurius exosfär." 

Merkurius är två femtedelar av jordens storlek och har bara ett uns av en atmosfär vilken här kallas en exosfär   med ett atmosfärtryck som är en kvadriljon av atmosfärtrycket vid havsnivån på jorden. Exosfären bildas på Merkurius solvända sida från material som ursprungligen fanns på planetens yta av natrium och ett tiotal andra molekyler. Forskare tror att meteoroiders effekter delvis är ansvariga för att ge sådant material till Merkurius exosfär.

Meteoroiderna kommer från asteroidbältet mer än 200 miljoner km bort där interaktioner mellan asteroider (asteroidbältet mellan Mars och Jupiter) får gravitationen   på Jupiter eller Mars att resultera i att dessa rymdstenar i spiralformad resrutt ibland ger sig iväg och in i det inre av solsystemet. Några av dem bör då oundvikligen slå ner på Merkurius och kasta partiklar tusentals km upp i exosfären.

 

Men en sådan händelse hade aldrig registrerats tidigare utan var rent hypotetisk.

Forskare satsade på att MESSENGER som skulle kretsa runt Merkurius i fyra år skulle upptäcka något och det gjorde den. De förväntade sig att rymdfarkosten skulle se två nedslag per år under sitt uppdrag. Men det tog 2 1/2 år innan något hände. Det var den 21 december 2013 då MESSENGER gled över Merkurius solsida som ett av dennas instrument – Snabbbildsplasmaspektrometern (FIPS) upptäckte fenomenet som resulterade i att ett ovanligt stort antal natrium och kiseljoner.

Teamet planerar att utnyttja ett instrument som liknar FIPS på Europeiska rymdorganisationens (ESA)   BepiColombo-uppdrag för att samla mer information och fånga fler nedslag. BepiColombofarkosten sköts upp i riktning mot Merkurius 2018 och kommer att närma sig planeten i slutet av 2025 här ska den under ett år göra liknande observationer som Messinger gjorde men med andra och känsligare instrument och leta efter fler meteoroideffekter under det år som den kretsar kring Merkurius.

 Kanske inte så konstigt att ett meteornedslag sker på andra himlakroppar än på Jorden och på månen (min anm.). Men så länge man inte kunde bevisa att något sådant sker eller skett är allt bara teorier. Men nu har detta antagande bevisats.

Bild vikipedia en illustration på hur farkosten Messinger kretsade runt Merkurius under sitt uppdrag under åren 2004-2015.

Kan ett stort svart hål vara anledningen till livet på Jorden

 

När gas strömmar in mot ett svart hål virvlar det som vatten som är på väg ner i en golvbrunn. När gasen närmar sig en bråkdel av ljusets hastighet vid den innersta stabila cirkulära banan (ISCO) runt det svarta hålet värms den upp genom att gnuggas mot sig själv genom turbulent viskositet.

Resultatet blir att gasen lyser starkt och det gör att ungefär en tiondel försvinner bort i ett sken som överstiger storleken av den totala luminositeten från stjärnorna i  galaxen. Den höga matningshastigheten gör kvasarer synliga hela vägen ut till kanten av det synliga universum.  En kvasar är en extremt ljusstark och avlägsen aktiv galaxkärna. Den överglänser sin värdgalax så mycket att galaxen svårligen kan observeras.

2020  tilldelades Nobelpriset i fysik Andrea Ghez och Reinhard Genzel för de avgörande bevis på att ett svart hål om än utsvultet för närvarande lurar också i centrum av vår egen galax Vintergatan . Detta monster som väger fyra miljoner solar är vilande just nu och glödande som en svag radiokälla i riktning mot stjärnbilden Skytten där centrum av Vintergatan finns och det svarta hålet  Sagittarius A* (förkortat SgrA *) vilket är en miljard gånger svagare i ljusstyrka än det skulle ha varit om det hade matas så generöst som en kvasar.

Även om SgrA * är svagt lysande just nu har vi ledtrådar som visar att det måste ha upplevt episoder av kraftig utfodring i det förflutna och då var en kvasar. Detta är inte överraskande med tanke på att gasmoln hela tiden rör sig därute och förr eller senare  närmar sig  galaktiska centrum eller att en stjärna som passerar inom tio gånger horisonten i skalan  SgrA * (vilket motsvarar ungefär jorden-solen avståndet). När detta möte sker kommer det att få till följd att den starka gravitationens tidvatteneffekt förvandlas till en ström av gas som utlöser en kvasarliknande flare.

På den nuvarande platsen där vi finns med vårt solsystem är vi skyddade för utbrott från centrum av galaxen eller utkast från SgrA *. Emellertid indikerar nya studier att vår sol kom till mycket närmre  galaxens kärna och att solen då bombarderades av ultraviolett stålning från det svarta hålet under ett av dessa kvasartillstånd.

Exponeringen för tidigare XUV-bloss från SgrA* på närmare avstånd  kan ha skadat komplext liv under jordens tidiga utveckling. Detta kan förklara varför syrenivån i jordens atmosfär steg till sin för närvarande höga nivå först efter två miljarder år efter sitt bildande. Något som inte kunde ske förrän solsystemet kommit tillräckligt långt bort från SgrA *.

I samarbete med Manasvi Lingam forskare vid Hareard university utforskas just nu detta möjliga samband mellan livet och solens migration bort från Vintergatans centrum. Då stjärnornas ålder nära SgrA* är mindre än en procent av Vintergatans ålder måste stora anhopningsepisoder från störningar av gasmoln ha inträffat minst hundra gånger runt SgrA*, baserat på copernican-principen 

Den nuvarande tiden är inte speciell. Faktum är att ett par gigantiska blubbar av het gas, som kallas Fermi bubbles  observerats komma från det galaxens centrum längs rotationsaxeln i Vintergatan vilket innebär att  den senaste  accretionepisoden runt SgrA * kan ha drivit iväg dessa bubblor. Teoretiska beräkningar innebär att förutom störningar av massiva gasmoln och enskilda stjärnor  i närheten av det svarta hålet blir tidsmässigt störda en gång vart tionde tusen år enligt databeräkningar. Den intensiva utfodringen från de resulterande skräpströmmarna kan leda till de ljusaste blossen från SgrA* (starkt ljussken). Sådana tidvattenstörningar av händelser vid stjärnor har observeras i andra galaxer.

Traditionellt ansågs solen vara den enda astronomiska ljuskällan som påverkade livet på jorden. Men det är också möjligt att det svarta hålet, SgrA * spelade en viktig roll i att forma historien av markbundet liv på jorden.

Bild från vikipedia på en  Sagittarius A* (mitten) med två inringade ljusreflektioner från en  explosion som inträffade 2000.

En magnetars bisarra uppträdande

 

Astronomer från ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) och CSIRO i Australien har just observerat ett udda aldrig tidigare sett beteende från en "radiovågssändande" magnetar. Magnetarer är en sällsynt typ av neutronstjärna och en av de starkaste magnetkällorna i universum. Astronomer har hitills upptäckt trettio av dessa objekt i Vintergatan. De flesta av dem har upptäckts av röntgenteleskop efter ett utbrott med hög energi från magnetaren.

De nya rön, som publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) visar att magnetarer har mer komplexa magnetfält än man tidigare trott. Något som kan utmana teorier om hur magnetarer kommer till och utvecklas över tid.

Några av dessa magnetarer har också setts avge radiosignalpulser som liknar pulsarers. En pulsar är mindre magnetiska magnetarer som producerar strålar av radiovågor från sina magnetiska poler.

Genom att undersöka hur pulser från dessa "radiovågstrålande" magnetarer förändras över tid kan man bättre  förstå deras utveckling och geometri.

I mars 2020 upptäcktes en ny magnetar som getts beteckningen Swift J1818.0-1607 (J1818 ) efter att den avgett  radiovågstrålning.

Märkligt nog var utseendet på radiovågspulserna från J1818 helt annorlunda än de som sågs från andra magnetarer som sände ut dessa likartade radiovågorspulser.

De flesta radiopulser från magnetarer upprätthåller en jämn styrka över ett brett spektrum av  frekvenser.

Pulserna från J1818 var dock  vid mer låga frekvenser än höga frekvenser – liknande det som ses i pulsarer, en annan vanligare typ av radiovågavgivande neutronstjärna."Detta bisarra beteende har aldrig sett förut i någon annan magnetar”, förklarar studien huvudförfattare doktorand Marcus Lower vid Swinburne University / CSIRO. "Det verkar inte ha varit ett kortlivat fenomen då vår nästa observation visade att fenomenet fortsatt var igång i denna magnetar."

Studien tyder på att detta är bevis för att radiovågpulser från J1818 kommer från slingor av magnetfält. Linjer av magnetfält som förbinder syd och nordpolerna i form av en  hästskomagnet eller solfläckar som på vår sol.

Detta till skillnad från de flesta neutronstjärnor som ha nord- och sydpoler på motsatta sidor av stjärnan som är anslutna i ett munkkaksformat magnetfält.

Denna säregna magnetiska fältkonfiguration som nu upptäckts stöds också av en oberoende studie av röntgenpulserna av J1818 som detekterades av NICER-teleskopet ombord på den internationella rymdstationen ISS.

Röntgenstrålarna verkar komma från antingen en enda förvrängd region av magnetfältslinjer som kommer ut från den magnetiska ytan eller två mindre men nära fördelade regioner.

Nog är pulsarer och magnetarer svåra att förstå (min anm). Varför finns de och hur har de uppstått. Något säkert svar på detta finns inte. Men kraftiga magnetfält och strålningsfält finns där.

Bild på ovanstående magnetar Swift J1818.0-1607  från https://hyperaxion.com/

Vår extramåne 2020 CD3 är på väg att lämna oss.

 

Jordens andra tillfälliga måne (obs tillfälliga inte vår permanenta måne) kommer att göra en sista och närgångna runda om Jorden oss nästa vecka innan den driver ut i rymden och aldrig ses igen.

Astronomer kallar den 2020 SO Ett litet objekt som kom in  nära jordens omloppsbana ungefär halvvägs mellan vår planet och månen i september 2020. Tillfälliga satelliter som dessa är kända som mini-månar men att kalla denna en måne är lite bedrägligt, I december 2020 förstod  NASA:s forskare  att objektet inte alls är en rymdsten utan resterna av en raketsteg från 1960-talet och de amerikanska månuppdragen. Apollo etc.

Denna icke-måne var som närmst jorden den 1 december (dagen innan NASA identifierat den som det sedan länge förlorade raketsteget). I veckan kom den tillbaka för ett sista varv runt oss enligt EarthSky.org innan den försvinner ut i tomheten. Det var under tisdagen den 2 februari då den fanns på ett avstånd från oss av ungefär 220000 kilometer, eller 58 % av vägen mellan jorden och månen.

Det är den andra tillfälliga satellit (måne) runt Jorden som upptäckts. 2006 upptäcktes RH120 vilken fortfarande svävar runt oss några årtionden till och detta är en sten.

Bild på den tillfälliga månens bana. Månen upptäcktes av Pan-STARRS teleskopen  på Hawai. Bild vikipedia.

Spelteorin kan användas enligt vissa i sökande efter liv därute

 

I  ny forskning från University of Manchester föreslås att man använder en strategi kopplad till  "spelteori" för att maximera möjligheten  att hitta intelligent utomjordiskt liv därute.

I arbetet ställde man frågan om det finns avancerade utomjordiska civilisationer i vår galax och om dessa försöker kommunicera med oss. Vad är då det bästa sättet att hitta dem? Detta är den stora utmaningen för astronomer som deltar i sökandet efter utomjordisk intelligens i programmet (SETI). I en ny artikel publicerad i The Astronomical Journal av Jodrell Bank astrofysiker och Dr Eamonn Kerins föreslås en ny strategi baserad på spelteorin för att hitta dem om de finns och söker kontakt.

I SETI-programmet används ett av två tillvägagångssätt. Ett är att genomföra en undersökning som sveper över stora delar av skyn i hopp om att upptäcka en signal som låter konstlad från någonstans. Detta tillvägagångssätt ger snabbt enorma mängder data som kan vara mycket svåra att söka igenom under rimlig tid (vi talar om många år och då ska signalen komma just under denna svepningstid över skyn).

Ett alternativt tillvägagångssätt är riktade mål där SETI - sökningen fokuserar mer på specifika stjärnsystem liknande vårt solsystem (vår sol). Detta söksätt ger mer omfattande data om ett enskilt system men ingen garanti för att just det solsystem vi avsöker har planeter där tekniskt avancerat liv finns som söker kontakt.

Det finns en fråga som kvarstår. Bör man lyssna efter en signal från eventuellt existerande aliens eller istället skicka en signal som de kan upptäcka (fast en signal går enbart i ljusets hastighet så det är inte många solsystem vi hinner sända fram till och få svar från under ett människoliv).

 Vissa forskare, som den framlidne professor Stephen Hawking har varnat för att skicka signaler till civilisationer som kan ha stor teknisk överlägsenhet över oss (och kanske inte är fredliga eller förstår varför vi skulle ha existensberättigande på en livsduglig planet de själva skulle behöva).

Andra har noterat att om varje civilisation har samma rädsla så kommer det inte att finnas någon signal för någon att upptäcka. Detta kallas den så kallade SETI Paradoxen. Jag (min anm.) tänker då på att om någon därute söker kontakt är de mycket tekniskt långt gångna och har kanske en baktanke med sina kontaktförsök. Kolonisation. 

Men självfallet kan det även finnas naiva civilisationer som söker kontakt vilka levt lång tid i frid och inte tänker på konkurrens eller strid och ondska utan söker kontakt av nyfikenhet. Det kan även finnas så tekniskt avancerade varelser därute att de kan kontrollera allt och inget har att oroa sig för. Allt är möjligt i ett obegränsat universum. Ska vi då leta vidare? Ja jag anser det människan är nyfiken. Men om vi ska visa att vi finns för en eventuellt misstänkt bebodd planet därute får inte ske utan begrundande. Ingen vet heller om en civilisation därute har andra och snabbare resesätt än vi har. De kanske använder ex maskhål. Resa teoretiskt bara några meter men förflyttas miljarder ljusår. En teori många forskare anser är möjlig.

Bild från vikipedia med texten Spelteori kan bland annat användas för att analysera poker.

Jordens magnetosfär anledningen till månens vatten?

 

Före Apollofärderna ansågs månen vara en torr öken på grund av rymdmiljöns extrema temperatur och tomhet. Sedan dess har det i flera studier visats att månen har vatten och is i skuggade polära kratrar. Vatten bundet i vulkaniska stenar och oväntat rostiga järnavlagringar i månens mark.

Teorin hittills är att positivt laddade vätejoner som drivs av solvinden bombarderar månens yta och spontant reagerar så att vatten bildas (som hydroxyl (OH) och molekylärt (H-2O)). Men i en ny multinationell studie publicerad i Astrophysical Journal Letters föreslås nu att solvinden inte är den enda källan till vattenbildande joner. Här visas att även partiklar från jorden kan bilda vatten på månen och det innebär att även andra planeter också kan bidra med vatten till sina satelliter (månar).

Vatten är mycket vanligare i rymden än astronomer trodde tidigare. Det finns  på ex Mars yta, Jupiters månar, i Saturnus ringar, kometer, asteroider och även långt därute på Pluto. Det har vatten även upptäckts i gasmoln långt utanför vårt solsystem.

Det antogs tidigare att vatten införlivades i dessa objekt under bildandet av solsystemet. Men i dag finns bevis på att vatten i rymden är mycket mer dynamisk. Även om solvinden är en trolig källa för månens ytvatten enligt datorsimulering förutspås att vatten som från Jorden avdunstat och försvunnet finns på hög latitud över månen och detta skeende inträffar under de cirka tre dagar av fullmåne när vattnet passerar inom jordens magnetosfär. Genom att jämföra en tidsserie av kartor av vattenytan före, under och efter magnetosfärens transitering (under fullmånens sken) säger forskarna att månens vatten kan fyllas på genom flöden av magnetosfäriska joner som de benämner "Earth wind."

Förekomsten av dessa från jorden härledda joner nära månen bekräftades av Kaguya satelliten då THEMIS-ARTEMIS satellitobservationer användes för att profilera de utmärkande dragen av joner i solvinden jämfört med de inom magnetosfären från Jordens avdunstning. Vid tidigare Kaguya-observationer skedda under fullmånens sken upptäcktes höga koncentrationer av syreisotoper som läckte ut ur jordens ozonskikt och som fanns inbäddade i månens markyta som kommit från ett överflöd av vätejoner i vår planets stora utökade atmosfär. Den så kallade exosfären.  

Dessa kombinerade flöden av magnetosfärens partiklar är fundamentalt olika från dem i solvinden. Således motbevisar den senaste upptäckten av ytvatten i denna studie avskärmningshypotesen och föreslår istället att magnetosfären i sig skapar en "vattenbro" som kan fylla på månens vatten. Mot bakgrund av dessa fynd kan framtida studier av solvinden och planetariska vindar avslöja mer om utvecklingen av vatten i vårt solsystem och de potentiella effekterna av sol- och magnetosfäraktivitet på andra månar och planetariska kroppar.

 

Bild: Från vikipedia. Fantasifull illustration av hur jordens magnetosfär omsluter jorden och påverkas av solvinden: i verkligheten är magnetosfären osynlig.