Vatten kan vara mindre vanligt på Mars än man hittills ansett

 

Forskare från Oden Institute i Texas hänvisar till en period på Mars där man tror att ett oproportionerligt stort antal asteroider kolliderade med Merkurius, Venus, Jorden och Mars. Mångaav dessa påverkade Mars struktur vilket resulterade i det stora antalet massiva nedslagskratrar på ytan av den röda planeten. Detta antas ha resulterat till Mars norra lågland. Ett lågland så stort att det är synligt från rymden men som även  ses ha en gräns till en tidigare större urgröpning som antas ha innehållet en sjö.

Denna sjö tros ha innehållit mycket vatten. "Mars hade en gång mycket vatten och här finns fortfarande is sannolikt från tiden före alla asteroidkollisioner." säger Mohammad Afzal Shadab,  CSEM-doktorand vid Oden Institute vars team utvecklade en   matematisk formel för att förutsäga hur högt grundvattennivån skulle varit innan kollisionerna.

Studien med titeln: "Estimates of Martian Mean Recharge Rates from Analytic Groundwater Models" har kommenterats av bland annat Marc Hesse och Eric Hiatt. Det är ett samarbete mellan Oden Institute for Computational Engineering and Sciences, Jackson School of Geosciences, Institute for Geophysics och Center for Planetary Systems Habitability.och Jackson School of Geosciences vilka gemensamt har utvecklat en förbättrad modell för  grundvattenflödet på Mars som inte bara är mer exakt utan enligt forskarna också mer noggrann.

Mars tros ha kolliderat med en enorm asteroid för cirka fyra miljarder år sedan. Intressant nog kunde den mer "komplexa" matematiska modellen användas till att konstruera enklare analyser än tidigare simuleringar. 

"Enkelt kanske är fel ord att använda. Jag skulle säga mer eleganta", tillade Hesse. "Och 3D-simuleringar av en komplicerad geometri med kratrar och förmodade strandlinjer som utvecklats av mina medarbetare vid Jackson School stöder modellen och visar samma beteende."

Norra Mars (och nordpolen)  är platt till största delen. Men här finns även mycket djupa hål i området som kallas norra låglandet. Däremot på södra höglandet är där högre mer bergig mark som dominerar landskapet. (Mars sydpol vi tar upp i morgonens inlägg min anm.).

Shadab med forskargruppen gjorde en modell för ett hypotetiskt hav i norra låglandet som är anslutet av en grundvattentäkt från södra höglandet. För mer utförlig information om projektet följ ovan länk.

Vad vi kan lära oss är att det finns is av vatten på nordpolen men kanske inte lika mycket som man önskar för framtida rymdfärders skull utan i vår tid mer som ett frostlager(min anm.).

Bild på Mars nordpol och den vattenis som finns fruset här.

Månen Titans likhet med Jorden.

 

Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i solsystemet. Störst är Jupiters måne Ganymedes.

Vid sidan av jorden och Mars är Titan den tredje kroppen i solsystemet som har utbredda och olika sedimentära miljöer, sjöar och floder av metan och etan, delta, eroderade kanjoner, platåer och sanddyner.

Titans sanddyner finns till stor del koncentrerade runt månens ekvatorialbälte där slätter finns medan sjöar finns nära polerna. På Titan är lösa fasta partiklar (eller sediment) sannolikt bestående av mjuka kolvätekorn vilka bryts ner till damm. Titans sanddyner  vid ekvatorn har byggts upp under flera hundratusentals år vilket tyder på att någon mekanism måste producera dessa sandkorn här.

Geolog Mathieu Lapôtre vid Stanford University och kollegor till honom har nu teoretiskt visat hur Titans sanddyner, slätter och terräng kan ha bildats. Detta genom att identifiera en process som skulle kunna göra det möjligt för kolvätebaserade ämnen att bli sandkorn eller berggrund beroende på hur ofta vindar blåser och vindar uppstår.

Titan är ett intressant mål för framtida utforskning på grund av dess potentiella möjlighet att hysa liv  och att den  förutom Mars är den enda platsen i vårt solsystem som är känd för att ha ett jordliknande, säsongsartat kretslopp av vätska. Den nya teorin är publicerad i Geophysical Research Letters den 25 april vilken visar hur säsongscykeln driver kornens rörelse över månens yta.

 Titan överflögs av Cassini flertalet gånger mellan 2006- 2016    då avslöjades att månens metancykel inkluderar metanregnstormar, översvämning och stormar. Något som i första hand sker vid polerna.

Trots den relativa ovanligheten av ekvatorialstormar upptäcktes  förändringar av ytans struktur och dammplymer även här nära dagjämningen (under våren). För ytterligare fördjupning i detta spännande ämne följ denna länk. 

Bild vikipedia på en modell av Titans inre struktur som visar dess sex lager av is.

Vulkanism i det förflutna på Mars

 

Genom analys av data från flera Mars-uppdrag har ett team av forskare under ledning av Steve Ruff vid Arizona State University's School of Earth and Space Exploration fastställt att den olivinrika berggrunden i Gusev-kratern och i och runt Jezero-kratern kan vara en typ av sten som kallas " Ignimbrit ".

 En sten som är både magmabestående och sedimentär och bildats genom katastrofala explosiva utbrott i enorma vulkaner som kollapsade så kallade kalderas (fördjupningar efter en vulkans kollaps). 

 Om teamet har rätt kan detta leda till en bättre förståelse av olivinrik berggrund på andra platser på Mars och indikera att vulkanism var vanlig i Mars tidiga historia. Resultaten av deras studie har nyligen publicerats i Icarus.

"Det finns många idéer till ursprunget till den olivinrika berggrund som täcker stora delar av regionen Nili Fossae vilken inkluderar Jezero-kratern," säger Ruff. Idéer som har diskuterats i ca 20 år nu.

Exponeringar av berggrund rik på olivin och även karbonatämnen  i Gusev kratern utforskades redan för 16 år sedan av NASA: s Spirit rover och även  Nili Fossae-regionen av Mars 2020 Perseverance rover vilken för närvarande utforskar i Jezero kratern.

Platserna har det högsta överflödet av olivin som hittills upptäckts på Mars. Likheterna i sammansättning och uppbyggnad av de brett separerade olivinrika stenarna hade inte undersökts tidigare. Efter den nya analysen verkar det som om de bildats på  liknande sätt.

Olivin är ett vanligt silikatmineral med ursprung från magma som genererats i Mars mantel (samma process förekommer i jordens mantel). Så någon form av vulkanisk process är en rimlig förklaring till ursprunget till de olivinrika klipporna på Mars. Men scenarier från lavaflöden  genom uppstigning av olivin från manteln hade dock inte föreslagits tidigare.

" Den olivinrika kompositionen är ovanlig för de flesta Ignimbriter på jorden, men det finns bevis på denna komposition i de äldsta spåren av vulkanism även här. Nu, med de starka bevisen för forntida olivinrika skeenden på Mars kanske detta pekar på ett slag av , katastrofala explosiva utbrott av olivinrika magma som händer under den tidiga geologiska utvecklingen av en planet," sa Ruff. "Svaret i fallet med Mars kan komma från bergprover som samlats in av Perseverance och som fraktas till jorden i något framtida uppdrag."

Bild vikipedia på hur det ovan omtalade mineralet Olivin ser ut.

Meteoriter i Australien viktiga i sökandet efter tidigt liv på Mars

 

Undersökningen av meteoriter från Nullarbor Plain öknen i sydvästra Australien  har gjorts av ett team där Dr Andrew Langendam från australiensiska Synchrotron medverkade. Dessa meteoriter  innehöll organiska spår av mikrofossi bevarade i vener i stenen.

 

– Det här är en plats för att hitta meteoriter på sedan 1980-talet. De mörka järnrika meteoriterna sticker ut mot den vita kalkstenen och den röda jorden på slätten, säger Dr. Langendam. Analysen av sten visade en mängd av fossila mikroorganismer, kiselalger, bakterier och svampar i vener av kalcit och gips.

 

Röntgenfluorescensmikroskopi vid australiensiska Synchrotron under övervakning av instrumentforskare Dr. Jessica Hamilton (då doktorand vid Monash) och Dr. David Paterson båda medförfattare till studien, bekräftade att redox aktiva metaller, såsom mangan och järn fanns i venfyllda sprickor i meteoriten.

”Placeringen och mängden av kalcium, järn och mangan kunde avgränsas vid analysen av materialet genom den känsliga tekniken. Det visade sig att manganberikningen fanns i kanten av kalcit-gipsvener, säger Dr. Hamilton.

Forskargruppen noterade även att meteoriter kan bevara en svit av mikrofossiler, organiska biosignaturer och näringsämnen genom tiden under de torra förhållandena som existerar i Nullarboröknen.

Medförfattare till artikeln som är publicerad i Geochemica et Cosmochemica Acta and Frontiers in Microbiology, Dr. Alastair Tait från Monash University's School of Earth, Atmosphere and Environment, säger i en nyhetsrapport på Monash webbplats,

Detta är ett viktigt forskningsprojekt då det visar att mikroorganismer kan interagera med astromaterial på ett sätt som är avgörande för deras ämnesomsättning." Liknande sker och har skett med jordiskt material så det nya är egentligen att sammalunda kan ske i sten från rymden. Kanske inte helt överraskande (min anm.) men likväl viktigt att förstå.

 

Medförfattaren Prof Gordon Southam vid University of Queensland's School of Earth and Environmental Sciences sa i en nyhetsrapport på UQ:s webbplats: "Detta ger en ny dimension i sökandet efter liv på Mars med inriktning på jämförbara meteoriter på den röda planeten."

I huvudsak ger dessa meteoriter från Nullarbor-slätten  som nu undersökts en tidskapsel av tidigare biologisk aktivitet i dessa stenar säger, säger professor Southam.

 Mars har en extrem miljö jämfört med jorden. Temperaturen på den röda planetens ökenartade yta är ungefär -62 grader Celsius. Atmosfären är mycket tunn och består  av 96 procent koldioxid. Atmosfären på Mars är mycket tunnare än jordens atmosfär och har ett lågt atmosfärstryck (om atmosfären i det förflutna varit betydligt tätare diskuteras inom astrofysiken (min anm.)).

– Genom att studera hur meteoriter på jorden förändras av vittring och mikrobiell aktivitet kan det hjälpa oss att veta vilka kemiska signaturer man ska leta efter när vi studerar meteoritmaterial på Mars och som kan ha vittrats och potentiellt förändrats av eventuellt liv i dem historiskt. Att se meteoritkemi som ett potentiellt sätt att jämföra processer på jorden med material på andra planeter är ny och spännande, säger Dr. Hamilton.

Bild från Bild vikipedia på en regnbåge över Nullarbor-slätten öknen som omtalas i inlägget ovan.

Plutos instabila bana analyserad

 

Pluto är en dvärgplanet (det diskuteras om den åter ska kallas planet och då dom den nionde planeten från solen vilket den betecknades tidigare som)  i de yttre delarna av solsystemet. Pluto  har  de senaste åren varit föremål för betydande diskussioner om vilken beteckning den ska ha. Pluto besöktes för första gången den 14 juli 2015 av sonden New Horizons. 

 

Intressant med Pluto är exempelvis karaktären av Plutos omloppsbana vilken är mycket excentrisk. Enligt ny forskning är Plutos omloppsbana (runt solen) relativt stabil sett över längre tidsskalor men ses som ett kaotiskt störtlopp av förändringar i kortare tidsskalor.

 För att bryta ner banan  skiljer sig Plutos omloppsbana radikalt från övriga planeters, vilka följer nästan cirkulära banor runt solen nära sin ekvator, projicerat utåt (mot ekliptikan). Pluto däremot som tar 248 år för att slutföra ett varv runt solen  följer en mycket elliptisk bana som lutar 17° till solsystemets ekliptiska plan. Den excentriska omloppsbanan innebär att Pluto tillbringar 20 år under varje period under sin bana runt solen närmare solen än Neptunus gör i sin bana. Den planet som finns närmst Pluto och som numera räknas som den planet som finns längst bort från solen.

Plutos omloppsbana är svårförklarad av astronomerna när den upptäcktes. Sedan dess har flera försök gjorts för att simulera det förflutna och framtiden för att förklara dess omloppsbana. I sökande efter förklaringar  visades  en överraskande egenskap som skyddar Pluto från att kollidera med Neptunus. Som Dr. Malhotra sa till Universe Today via e-post, detta är orbital resonans tillstånd  kallat  "mean motion resonance": 

"Detta tillstånd säkerställer att Pluto vid den tidpunkt då Pluto befinner sig på samma heliocentriska avstånd som Neptunus är dess longitud nästan 90 grader från Neptunus (något som får risken för kollision mellan dem att minimeras). Senare upptäcktes en annan märklig egenskap i Plutos omloppsbana: Pluto kommer till perihelion på en plats långt ovanför planet i Neptunus omloppsbana; Detta är en annan typ av orbital resonans som kallas 'vZLK svängning.'"För sin studie genomförde Malhotra och Ito numeriska simuleringar av Plutos omloppsbana i upp till fem miljarder år in i solsystemets framtid. 

Aphelion är den punkt på jordens bana som ligger längst bort från solen. Perihelion är den punkt på jordens bana som ligger närmast solen.

I synnerhet hoppades forskarna ta itu med olösta frågorna om Plutos säregna bana. Dessa frågor har behandlats av forskning under de senaste decennierna, såsom "planetmigrationsteori", men har bara till en viss grad kunnat förklaras. Under de senaste decennierna har astronomer försökt ta itu med dessa frågor med nya teorier (som "planetmigrationsteori" samband med förändring av en planets bana utefter att denna berörs av gas Jupiters bana är ett ex på detta) men möttes med begränsad framgång.

Resultatet kommer sannolikt att ha betydande konsekvenser för framtida studier av det yttre solsystemet och dess omloppsdynamik. Med ytterligare studier tror Dr. Malhotra att astronomer kommer att lära sig mer om jätteplaneternas migrationshistoria och hur de så småningom hamnade i sina nuvarande banor. Det kan också leda till upptäckten av en ny dynamisk mekanism som kommer att förklara ursprunget till Plutos omloppsbana och andra kroppar med långa omloppsbanor. För mer och utförlig information om studien följ denna länk där även korta filmfrekvenser finns i förklarande syfte. 

Forskningen utfördes av Dr. Renu Malhotra, Louise Foucar Marshall Science Research Professor vid University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory (LPL) och Takashi Ito, docent vid Chiba Institute of Technology's Planetary Exploration Research Center (PERC) och National Astronomical Observatory of Japans (NAOJ) Center for Computational Astrophysics. 

Artikeln som beskriver deras resultat publicerades nyligen i Proceedings of the National Academy of Sciences.

Bild vikipedia på Pluto sedd från New Horizon 14 juli 2015.

Varför Venus roterar

 

Venus är den andra planeten i solsystemet från solen räknat. Den är nästan lika stor som jorden därav beteckningen tvillingplanet till Jorden. Venus rör sig runt sin egen axel i motsatt riktning mot rörelsen hos jorden och flertalet av de andra planeterna runt solen. Enbart Venus och Uranus rör sig motsols. Planeten är molnhöljd med en atmosfär i huvudsak bestående av koldioxid med en mindre del kväve, svaveldioxid och vattenånga. Detta gör att planeten är mycket varm och mycket ogästvänlig för liv. 

Om det inte vore för den täta snabbrörliga atmosfären på Venus, skulle jordens systerplanet sannolikt inte rotera enligt ny forskning. Istället skulle Venus låsas på plats med samma sida alltid vänd mot solen på samma sätt som månen är mot jorden enligt forskare av i dag.  Gravitationen hos ett stort objekt i rymden kan hindra ett mindre föremål från att snurra, ett fenomen som kallas tidvattenlåsning i detta fall solen som det objekt som skulle låsa Venus. Men då denna låsning inte finns hävdar Kane forskare vid UC Riverside att atmosfären måste ha en mer framträdande faktor vid studier av Venus såväl som andra planeter som det som stoppar fastlåsning.

Dessa argument, liksom beskrivningar av Venus som en delvis tidvattenlåst planet, publicerades nyligen i en artikel i Nature Astronomy.

"Vi ser atmosfären som ett tunt nästan separat lager ovanpå en planet som har minimal interaktion med den solida planeten", säger Stephen Kane, UCR-astrofysiker och huvudförfattare. "Venus kraftfulla atmosfär lär oss att det är en mycket mer integrerad del av planeten som påverkar absolut allt, även hur snabbt planeten roterar."

Det tar Venus 243 jorddagar att rotera en gång men dess atmosfär cirkulerar en runda runt planeten var fjärde dag. Extremt snabba vindar gör att atmosfären drar längs planetens yta när den cirkulerar, saktar ner dess rotation samtidigt som den lossar greppet om solens gravitation.

Långsam rotation i sin tur har dramatiska konsekvenser för det oroliga venusiska klimatet där en genomsnittlig temperatur når upp till 480 C, tillräckligt varmt för att smälta bly. En anledning till värmen är att nästan allt av solens energi som absorberas av planeten sker i Venus atmosfär och når aldrig ytan. Det betyder att en rover (månbil) med solpaneler som den NASA skickade till Mars inte skulle fungera här.

Atmosfären över Venus blockerar också solens energi från att lämna planeten, vilket förhindrar kylning eller flytande vatten på dess yta. Ett tillstånd kallat en skenande växthuseffekt. De flesta exoplaneter som sannolikt kommer att observeras med det nyligen lanserade James Webb Space Telescope som nu i dagarna kommit i full drift  ligger mycket nära sina stjärnor, ännu närmare än Venus är till solen. Därför är anses de  sannolikt tidvattenlåsta (vänder alltid samma sidas mot sin sol) enligt dessa forskare.

Eftersom människor kanske aldrig kan besöka exoplaneter personligen, är det viktigt att se till att datormodeller arbetar utefter trolig  tidvattenlåsning. "Venus är vår möjlighet att få dessa modeller korrekta, så att vi kan förstå ytmiljöerna på planeter runt andra stjärnor", säger Kane.

Jag har svårt för att förstå diskussionen om att Venus skulle varit tidvattenlåst om  inte atmosfärens kraftiga rörelser gjort det möjligt för Venus att rotera enligt ovan (min anm.). Vi har Merkurius som ligger betydligt närmre solen och som numera bevistats rotera och därmed inte alltid vänder samma sida mot solen (vilket tidigare antagits).

En dag på Merkurius motsvarar 58,65 jorddygn vilket blir 403,69 timmar jämfört med en dag på jorden som är 23,93 timmar och atmosfären här är mycket tunn. Först ganska nyligen fick vi omtolka teorin att Merkurius alltid vände samma sida mot solen som falsk. Varför skulle då Venus ha gjort det utan en orolig atmosfär eller eventuella närgångna exoplanet till sin sol göra det? Något i antagandet stämmer inte enligt mig. 

Bild vikipedia i den färg som den har inte som vissa andra som är falskfärgade i eldfärg.

Starka blålysande sken i universum kan förklaras

 

Ända sedan de blå skenen  upptäcktes 2018 har dessa snabba blå optiska transienter (FBOTs fast blue optical transient)  överraskat och förundrat astrofysiker. Dessa sken lyser blått då de är mycket heta (likt blå stjärnor som är de hetaste därute). Skenen  har länge setts som mystiska föremål och e är de ljusstarkaste kända optiska fenomenen i universum. Då enbart ett fåtal upptäckts hittills har FBOTs ursprung blivit svårfångat.

Nu presenterar ett astrofysikteam vid Northwestern University en ny möjlig förklaring till ursprunget av dessa. Med hjälp av en ny teoretisk modell visar astrofysikerna att FBOTs kan vara resultatet av aktivt nedkylande sken som omger strålningen från stjärnor under deras sista tid. Detta visar den astrofysikmodell som kan förklara  observationer relaterade till FBOTs.

Forskningen i detta publicerades den 11 april i Royal Astronomical Societys månatliga meddelanden. När en massiv stjärna kollapsar kan det starta utflöden av skräp i nära ljusets hastighet. Dessa utflöden (eller jetstrålar)  kolliderar i kollapsande lager av den döende stjärnan och bildar en "kokong" av skräp av gas, damm och sten i området. Den modell man utarbetat visar att när rörelserna trycker  kokongen utåt – bort från den kollapsande stjärnans kärna – släpps värme ut genom att den svalnar och detta ses då som ett FBOT-utsläpp. Starkt blått sken.

"Ett utsläpp av gas och materia börjar djupt ner i en stjärna och tränger sedan ut ur denna", säger Northwesterns Ore Gottlieb, vilket var den som ledde studien. "När detta utsläpp rör sig upp genom stjärnan bildar det en struktur kallad en kokong. Kokongen innesluter gas och damm och fortsätter göra det även efter att denna lämnat stjärnan. När vi räknade ut hur mycket energi kokongen innehåller visade det sig vara  kraftfullt nog för att bilda FBOT."

Gottlieb vid Rothschild Fellow i Northwestern's Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA)  var medförfattare till studien tillsammans med CIERA-medlemmen Sasha Tchekovskoy, biträdande professor i fysik och astronomi vid Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences.

FBOTs (uttalas F-bot) och är en typ av kosmisk explosion som ursprungligen upptäcktes i optisk våglängd. Som namnet antyder bleknar transienter nästan lika snabbt som de uppstår.  FBOTs når maximal ljusstyrka inom några dagar och bleknar sedan snabbt - mycket snabbare än supernovor stiger och sönderfaller.

"Anledningen till att vi tror att både GRBs gamma-raybursts)  och FBOTs kan vara relaterade är att båda är mycket snabba skeenden och rör sig nära ljusets hastighet och att båda är asymmetriskt formade och bryter stjärnors sfäriska form, "sa Gottlieb. "Men det är ett problem. Stjärnor som producerar GRB saknar väte. Vi ser inga tecken på väte i GRB, medan vi i FBOT ser väte överallt. Så det kan inte vara samma fenomen."

Se även denna film från youtube som visar hur man antar fenomenet ser ut och även förklarar teorin bra. https://www.youtube.com/watch?v=MquOKdZEaDw

Bild vikipedia av en illustration av FBOT.