Webbteleskopet upptäckte vattenånga på kometen Comet 238P/Read

 

238P/Read är en komet i asteroidbältet som upptäcktes den 24 oktober 2005 av astronomen Michael T. Read.

Med hjälp av Webbs NIRSpec-instrument (Near-Infrared Spectrograph) har astronomer nu bekräftat förekomsten av vattenånga -  för första gången vilket visar att vatten kan bevaras som is i en komet i asteroidbältet. Kometen är 238P/Read.

Oorts kometmoln är platsen där merparten av kometerna i svårt solsystem finns. Molnet finns  bortom Neptunus varifrån ibland nu eller historiskt någon komet av skilda anledningar plötsligt tar sig ur detta och flyger inåt i solsystemet runt solen och blir en återkommande komet. Halleys komet är ett exempel på en sådan som sveper in i vårt närområde vart 75:e år.

Upptäckten av vatten i komet 238P/Read ger ny frågeställning då denna till skillnad från andra kometer inte verkar innehålla koldioxid. Hur vatten kom till i universum är även det något av ett mysterium, beskriver Stefanie Milam, Webbteleskopets biträdande projektforskare för planetvetenskap och medförfattare till studien som rapporterar om fyndet på Comet 238P/Read.

Asteroidbältets kometklass är en ganska ny upptäckt och kometen Comet 238P/Read var en av de ursprungliga tre kometer som tillhör denna kategori. Innan dess ansågs att alla kometer hade sitt ursprung i och fanns i Kuiperbältet och Oorts moln som ligger bortom Neptunus bana där deras is kunde bevaras långt från solen.

Fruset material som förångas då kometer närmar sig solen är det som ger kometer dess släpande svans vilket skiljer dem från asteroider. Forskare har länge spekulerat i att is bestående av vatten skulle kunna bevaras även i asteroidbältet men definitiva bevis fanns inte innan Webbteleskopet upptäckte det. Tidigare har vi sett objekt i asteroidbältet med alla egenskaper som kometer har men inte klassificerat dessa objekt som kometer då vi inte varit helt säkra. Men med exakta spektraldata från Webb kan vi nu säga att det bevisat finns vattenis på dessa objekt och klassificera dem som kometer, beskriver astronomen Michael Kelley vid University of Maryland och huvudförfattare till studien.

 Med Webbs observationer av kometen Read kan vi nu visa att vattenis från det tidiga solsystemet bevarats i asteroidbältet, tillägger Kelley.

Kan inte de kometer som finns  i asteroidbältet istället fångats in på sin färd in mot solsystemet från sin utgångspunkt Ooorts kometmoln?

Den saknade koldioxiden var däremot en stor överraskning. Vanligtvis utgör koldioxid cirka 10 procent av det flyktiga materialet i en komet som lätt kan förångas av solens värme. Forskargruppen presenterar nu två möjliga förklaringar till bristen på koldioxid. En möjlighet är att Comet Read hade koldioxid när den bildades men har förlorat det på grund av temperaturskillnaden mellan hur kometer har det i det betydligt kallare Ooorts kometmoln och det något varmare asteroidbältet.

I asteroidbältet kan man anta att koldioxid förångas lättare än vattenis och avdunstar över årmiljarderna, enligt Kelley. Alternativt kan Comet Read ha bildats i en särskilt varm ficka av solsystemet där inget koldioxid var tillgängligt.

Nästa steg i forskningen bortom Comet Read är att se vad andra kometer i asteroidbältet består av, påtalar astronomen Heidi Hammel från Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), ledare för Webbs Guaranteed Time Observations for Solar System-objekt och medförfattare till studien.

Troligen är det mer än tillräckligt kallt i asteroidbältet för att kometer med sin is ska behållas intakt medan Oorts kometmolns kometer inte bara är tillräckligt kallt för att fruset vatten ska bestå utan även att koldioxid ska bestå i  kometer.

Bild vikipedia Kometen 238PRead tagen av rymdteleskopet James Webb den 8 september 2022

Det handlar om Meteoriten som nyligen kraschade genom ett tak i New Yersey

 

Det var en meteorit som måndagen den 8 maj hittades på golvet efter en studs upp i innertaket i en villa i New Yersey efter att den tagit sig igenom taket första gången på huset. Det var hos familjen Suzy Kop och hennes man Dan händelsen skedde. Suzy hittade meteoriten då de kom hem på golvet i bostaden. En svart sten i en storlek av 10*15 cm, Hon anmälde händelsen till polisen. Enligt Associated Press anlände ett hazmat-team (en organiserad grupp av yrkesverksamma som är specialutbildade till att hantera farligt material eller farligt gods) för att undersöka meteoriten efter tecken på radioaktivitet och kontrollera om  familjen utsatts för strålning.

Tekniskt sett är alla meteoriter radioaktiva eftersom de innehåller klyvbara element som kalium, uran och torium i små nivåer. Studier har visat att de flesta meteoriter är  mindre radioaktiva än jordens stenar. Under tiden kontaktade polisen det närliggande College of New Jersey och fick tag på Shannon Graham, biträdande professor i fysik för att hjälp till att bestämma objektets identitet.

Graham hade hjälp av Nathan Magee från fysikavdelningen med  kollegor bekräftade meteoritens kosmiska ursprung baserat på visuell inspektion, densitetsmätning och närbildsundersökning med ett elektronmikroskop. En första analys indikerar att det sannolikt är en LL6-kondrit, en stenig meteorit med lågt järninnehåll som ofta har en cementliknande färg.

 Liksom nästan alla meteoriter är de från bildandet av solsystemet för 4, 6 miljarder år sedan. Att hålla en i handen frammanar visioner av en tid innan det  fanns planeter.

Vissa undrade om meteoriten kan ha varit relaterad till meteorregnet Eta Aquariid som är aktivt den tid på året nedslaget skedde. Dessa Meteorer härrör från damm och sten som frigjorts ur Halleys komet under dess cykliska besök i det inre av solsystemet. Men genom att notera riktningen för meteoritens inträngning kan man definitivt säga att det inte finns något samband med detta meteorregn.

Bild https://skyandtelescope.org/ Meteoriten visas bredvid den urgröpning  den gjorde i trägolvet i sovrummet på övervåningen. Stenen mäter cirka 10x15 cm och väger 984 gram. Enligt Dr Marc Fries hade eldklotet en uppskattad energi på ett ton TNT. En typisk meteorit av denna storlek träffar marken med en hastighet av 320-400 km/h. Foto  Hopewell Township polisavdelning

Nej, detta är inte ett svart hål utan en defekt i själva universums struktur.

 

Ett lag av teoretiska fysiker har upptäckt en udda struktur i rumtiden som för en utomstående observatör ser ut som ett svart hål men vid närmare granskning kan vara defekter i själva universums struktur.

Einsteins allmänna relativitetsteori förutsäger förekomsten av svarta hål som bildas när  stora stjärnor kollapsar. Men samma teori förutsäger även att dessas centra är singulariteter innebärande att de bör ha oändlig densitet. Eftersom vi vet att oändlig densitet  inte kan bildas i universum, ser vi detta som ett tecken på att Einsteins teori är ofullständig. Men ännu har ingen bättre teori än Einsteins teori om gravitation sett dagens ljus. Mycket ska stämma innan ett paradigmskifte kan accepteras.

Men flera nya sätt finns att se på verkligheten bla annat är en stark kandidat strängteorin. 

I strängteorin är alla partiklar i universum mikroskopiskt små vibrerande slingor av strängar. För att stödja strängteorin utifrån det stora utbudet av partiklar och krafter som vi observerar i universum kan dessa strängar inte bara vibrera i våra tre rumsliga dimensioner. Istället måste det även finnas extra rumsliga dimensioner som är hoprullade på sig själva till mångfalder så små att de undgår vardaglig uppmärksamhet och experiment.

Den exotiska strukturen i rumtiden gav ett team av forskare vid LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) i USA  de verktyg de behövde för att identifiera en ny klass av objekt, något som de kallar en topologisk soliton. I sin analys fann de att dessa topologiska solitoner är stabila defekter i själva rumtiden. 

Dessa objekt  består inte av materia eller  krafter för att existera - de är lika naturliga i rumtidens tyg som sprickor är i is. Forskarna studerade dessa solitoner genom att undersöka beteendet av hur  ljus som skulle passera nära dem visades. Eftersom de är föremål för extrem rumtid böjer de rum och tid runt dem vilket påverkar ljusets väg. För en avlägsen observatör skulle dessa solitoner se ut precis som vi förutspår att svarta hål ser ut. De skulle ha skuggor och ringar av ljus. Bilder härledda från Event Horizon Telescope av upptäckter gravitationsvågsignaturer skulle alla bete sig på samma sätt. 

Det är först om du kom nära dem som du skulle  förstå att det inte är ett svart hål. En av de viktigaste egenskaperna hos ett svart hål är dess händelsehorisont, en imaginär yta som om du skulle korsa den skulle göra dig oförmögen att fly därifrån. Topologiska solitoner är inte singulariteter, De har inte händelsehorisonter. Så du kan i princip komma intill  en soliton och röra den med handen förutsatt att du överlevde mötet. Dessa topologiska solitoner är dock hypotetiska objekt, baserade på vår förståelse om strängteorin. En teori vilket ännu inte har visat sig vara en accepterad uppdatering av vår förståelse av fysik. Dessa exotiska föremål fungerar dock som viktiga hypotetiska teststudier. Om forskarna kan upptäcka en viktig observationsskillnad mellan topologiska solitoner och  svarta hål, kan detta bana väg till att hitta ett sätt att testa om strängteorin stämmer.

För min del anser jag strängteorin en dag blir den gällande teorin inom fysik.

Bild från universetoday.com med texten översatt till svenska. Konstnärsvy av ett binärt svart hålsystem. Upphovsman: LIGO / Caltech / MIT / Sonoma State (Aurore Simonnet)

Kanske det fanns ofantliga antal av bebodda planeter för miljarder år sedan. Men vilka nu är öde eller förintade,

 

Är SETI , Drake-ekvationen   och Fermi-paradoxen bara artefakter i vår okunnighet om exoplaneters antal med tekniskt kunnigt liv i universum? En ny studie  fokuserad på svarta hål och deras effekt på stjärnbildning tyder på att vi (människan med sin teknik kunskap) kan vara unika och sena konstruktioner i förhållande till en tidigare blomstringstid då mängder av tekniskt kunniga civilisationer fanns och uppkom där ute. Civilisationer vilka blomstrade och försvann ur historien av skilda skäl (supernovor, åldrande solar, krig, sammanbrott eller ex klimatförstörelse) .

Vi lever i en tid av exoplanetupptäckter och astronomer upptagna med att söka efter planeter som kan ha ha liv  där det finns flytande vatten eller sändningar av radiosignaler sker. Men det är tyst.

David Garofalo docent i fysik vid Kennesaw State University i Georgia. Garofalo  forskar om svarta håls fysik, beskriver i en ny artikel hur svarta hål kan påverka existensen av solsystem med avancerat liv. Artikeln heter "Advanced Life Peaked Billions of Years Ago, According to Black Holes." Den är tillgänglig på arXiv preprint-servern och kommer att publiceras (eller är nu) i tidskriften Galaxies.

Garofalo beskriver hur återkoppling av svarta hål antingen kan driva på eller undertrycka stjärnbildning. Vilket beror på miljön innebärande om det svarta hålet finns i en gasfattig eller gasrik miljö.

Sammanhanget mellan svarta hål och stjärnbildning gör det möjligt  att dra en slutsats om  svarta hål och de platser och tider då utomjordiska intelligenser hade störst chans att uppstå, skriver Garofalo i studien.

Garofalo hävdar att mängden av planeter med avancerat liv nådde sin topp för miljarder år sedan på grund av kopplingen mellan sammanslagningar av svarta hål och stjärnbildning och planeter som bildas runt den accelererande stjärnbildning som då skedde beroende av detta. Sammanslagning av två svarta hål ledde sannolikt till aktiva galaktiska kärnor där det då samlades mycket materia.

Olika svarta hål ger olika slag av återkoppling efter en sammanslagning och ger antingen högre hastighet av stjärnbildning eller stoppar merparten av detta. Jetstrålar är det primära sättet som svarta hål interagerar med omgivningen när de pumpar ut materia från sin ackretionsskiva till omgivningen. 

När det  strålar ut mycket energi i en galax eller i galaxhop resulterar det i att stjärnbildning minskar. Det alstras då för mycket värme i galaxens  gas och och det stoppar merparten av stjärnbildning. Gas måste vara kall för att stjärnor ska bildas. En central del av Garofalos arbete är att identifiera när återkoppling (när två svarta hål sammanslagits och strålning sker ut i galaxen  av materia och gas) av svarta hål driver på stjärnbildning och när det motarbetar stjärnbildning.

Motrotationen av ett svart hål är förknippad med olika allmänna relativistiska effekter som maximerar jetstrålars kraft och kollimation", skriver Garofalo. Denna typ av stråle kanaliseras genom den kalla gasen och skjuter den in i ett tillstånd av högre densitet vilket då utlöser mycket stjärnbildning.

När det svarta hålet har en svag eller ingen rotation upphör det att producera jetstrålar,  dess återkoppling (strålning) i galaxen eller galaxhopen stoppas. Tillståndet varar cirka åtta miljoner år i en miljö som är gles på gas.

De gasrikaste miljöerna ger kraftfulla, kollimerade jetstrålar som ökar stjärnbildningen på en tidsskala som är ungefär två storleksordningar längre än i mer isolerade miljöer, skriver Garofalo. Men så småningom når spinnet noll och strålarna upphör.

Strålarna återuppstår bara i gasrikare eller tätare miljöer . Det betyder att de riktas in i galaxens gas och kan värma upp den och kväva stjärnbildning.

I så fall blir resultatet färre stjärnor som bildas. Färre stjärnor betyder färre planeter vilket innebär färre möjligheter till avancerat livs uppkomst. Men effekten sträcker sig bortom graden av stjärn- och planetbildning. Då galaxens gas värms upp kan den avge ett halo av röntgenstrålar som genomsyrar galaxen och påverkar planeters kemi där vilket även det  kan hämma livsformer att uppstå.

Det är dåliga nyheter för avancerat liv i mer gastäta galaxer och galaxhopar. Även om här  finns mer gas, de saker som ger upphov till stjärnor är gasen överhettad och kvävande för stjärnbildning.

I mer isolerade miljöer, däremot, utvecklas stjärnor till huvudserien ostörda av återkoppling, sammanfattar Garofalo. Detta är också kritiskt eftersom vi inte bara talar om livet som  inträffat på jorden på bara några hundra miljoner år sedan av mänskligt slag. Avancerat liv som människan vilket tog 4,5 miljarder år för att dyka upp på jorden. Huvudseriestjärnor är de mest långlivade mest stabila stjärnorna och det är mycket mer troligt att avancerat liv kan uppstå runt huvudseriestjärnor än andra stjärnor. 

Garofalo ville ta reda på när det var mest troligt att avancerat liv kan uppstå. Allt går tillbaka till de första svarta hålsammanslagningarna som producerade motroterande ackumulerande svarta hål. Motroterande växande svarta hål är produkten av fusioner och fusionsfunktionen (sammanslagningar) upplever sin topp vid en rödförskjutning på 2", skriver han. En rödförskjutning på 2 var för cirka 11 miljarder år sedan när universum var 2,8 miljarder år gammalt.

Detta är alltså den rödförskjutning som motsvarar när det största antalet isolerade fältgalaxer upplevde en sammanslagning som ledde till att kall gas strömmade in i kärnan i den nybildade galaxen och lade sig i motrotation runt det nybildade svarta hålet, avslutar Garofalo.

Jorden bildades för 4, 5 miljarder år sedan, och vi som kan använda interstellär kommunikation dök upp i nutid. Så med oss som riktmärke är det ungefär 4,5 miljarder år efter de svarta hålens sammanslagningsera  i rätt galaxer där sedan  avancerat liv kan ha uppstått. Garofalo avrundar det till 5 miljarder år. "Således antar vi ett värde på 5 miljarder år, vilket ger oss 7,8 miljarder år efter Big Bang, eller 6 miljarder år sedan."

Vid denna tidpunkt kanske en skarpsinnig läsare undrar över metallicitet. Det fanns lägre metallicitet för 6 miljarder år sedan, skulle det inte då ha påverkat de typer av planeter som bildas och huruvida avancerat liv kunde uppstå på dem eller inte? Men det behöver det inte gjort.

Garofalo påpekar att de galaxer där det kritiska AGN (aktiv galaxkärna)  mest sannolikt finns (fanns) är isolerade elliptiska galaxer. Men de är inte de gamla röda och döda elliptiska galaxerna, Istället förväntas dessa isolerade elliptiska galaxer inte hysa låga metalticileter eftersom de aktiva galaktiska kärnorna utlösta av sammanslagningar med riklig kall gas vid svarta hålsammanslagning möjligen skedde från en skivliknande galax, förklarar han. De gamla röda och döda elliptiska galaxerna är också kända för att ha äldre stjärnor och domineras av M-dvärgar eller röda dvärgar vars beboeliga zon finns närmare stjärnan och dessa stjärnor har mycket stjärnfläckar som ger farliga soleruptioner och planeter med tidvattenlåst rotation vilket motverkar livets utveckling, skriver Garofalo. Men delmängden av elliptiska galaxer han talar om domineras inte av röda dvärgar.

Enligt Garofalos arbete är mänskligheten sen i förhållande till möjliga andra tidigare civilisationer. I den mån vi en dag kan tala om en topptid för uppkomst av tekniskt avancerat liv i universum, indikerar vår förenklade utforskning av livets uppkomst i samband med aktiva galaxkärnor en tid som passerat till största del, avslutar han. Vi på planeten Jorden är därför eftersläntrare.

Vi kan vara sena men vi är inte nödvändigtvis ensamma. Andra utomjordingar kan även de vara sena och det kan uppkomma än senare intelligenser.

När det gäller att kommunicera med en annan avancerad civilisation är det en öppen fråga om vi får den möjligheten. För att det ska hända måste vi veta vart vi ska rikta våra ansträngningar i universum.

Bild pixabay.com

En annorlunda Neptunuslik planet

 

Ett forskarlag har fått ny kunskap om atmosfären hos en "mini-Neptunus", en klass av planeter som är vanliga i vår galax men som inte mycket är känt om och som inte finns i vårt solsystem.

Det är NASAs James Webb Space Telescope som observerat en avlägsen planet utanför vårt solsystem en mini-Neptunus  kallad GJ 1214 b  som i detta fall är en mycket reflekterande värld med en ångande atmosfär.

Den är dock för varm för att hysa flytande vatten på sin yta men  kan har troligen  vattenånga i sin atmosfär. Dess sol är Gliese 1214 som upptäcktes i december 2009  finns 48 ljusår från solen i stjärnbilden Ormbäraren.

Planeten är helt täckt av dis eller moln, beskriver Eliza Kempton, forskare vid University of Maryland och huvudförfattare till en ny artikel i ämnet, publicerad i Nature, on the planet. Kempton beskriver att atmosfären var helt dold för dem fram till denna observation (James Webbteleskopet blev möjligheten att upptäcka fenomenet) .

Observationen demonstrerar kraften hos Webbs Mid-Infrared Instrument (MIRI) (som ingår i Webbtelekopet), som ser våglängder av ljus utanför den del av det elektromagnetiska spektrumet som mänskliga ögon kan se. Med hjälp av MIRI kunde forskargruppen skapa ett slags "värmekarta" över planeten då den kretsade runt sin sol. Värmekartan avslöjade - strax innan planeten på sin bana befann sig den bakom stjärnan och den dök upp på andra sidan av sin sol detaljer om atmosfärens sammansättning.

Förmågan att få  data av en full omloppsbana var avgörande för att förstå hur planeten fördelar värme från dagsidan till nattsidan, beskriver Kempton. Faktum är att temperaturerna skiftade från 279 till 165 grader Celsius.

Ett sådant stort skifte är bara möjligt i en atmosfär som innehåller tyngre molekyler, såsom vatten eller metan. Det betyder att atmosfären i GJ 1214 b inte i huvudsak består av vätemolekyler, påtalar Kempton. Det är en ursprunglig atmosfär, tillägger hon.

Planeten är varm men likväl mycket svalare än väntat, noterade Kempton. Det beror på att dess ovanligt glänsande atmosfär något som överraskade forskarna, då atmosfären reflekterar en stor del av ljuset från sin sol snarare än absorberar värme.

De nya observationerna kan öppna dörren för djupare kunskap om detta slag planettyp. Mini-Neptunus som denna planettyp kallas är den vanligaste typen av planet i vintergatan men mystisk för oss eftersom de inte förekommer i vårt solsystem. Mätningar hittills visar att de i stort sett liknar en nedskalad version av vår egen Neptunus. Men mer är inte känt om dem.

Under det senaste decenniet var det enda vi  visste om GJ 1214 b  att atmosfären var grumlig eller disig, beskriver Rob Zellem, exoplanetforskare som arbetade med studien tillsammans med medförfattare och exoplanetforskare Tiffany Kataria vid NASAs Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Det nya arbetet tyder på att planeten kan ha bildats längre ut från sin stjärna en typ av stjärna som kallas en röd dvärg och sedan hamnat i sin nuvarande och nära omloppsbana av sin sol. Planeten tar bara 1,6 jorddagar på sig att runda sin sol.

Den enklaste förklaringen är att den blev  en vattenrik planet(en vattenvärld)  och då den  bildats längre bort från sol men därefter av någon anledning tog kurs in mot sin sol och hamnade där den nu är och vattnet blev till vattenånga i atmosfären tolkar jag att Kempton menar.

Bild vikipedia Storleksjämförelse av GJ 1214 b mini-Neptunus med jorden (vänster) och Neptunus (höger).

Ingen vet vad de mystiska ljuden i stratosfären kommer från

 

Stratosfären är ett av skikten i jordens atmosfär. Den börjar vid cirka 10–15 kilometers höjd och sträcker sig upp till ungefär 50 kilometer över markytan där mesosfären tar vid.

Under ett soldrivet ballonguppdrag lanserat av forskare från Sandia National Laboratories  till stratosfären fanns en mikrofon med på ballongen. Stratosfären är relativt lugn och fri från stormar, turbulens och kommersiell flygtrafik vilket innebär att mikrofoner här kan avlyssna ljud från vår planet, både naturliga och av människans göranden på jorden.

Men mikrofonen på denna färd (i startosföären)  fångade även konstiga ljud som upprepades några gånger i timmen. Källan har  inte kunnat  identifierats. Ljuden spelades in i infraljudområdet vilket innebär att de hade  frekvenser på 20 hertz (Hz) och lägre, långt under det mänskliga örats uppfattningsförmåga, säger Daniel Bowman från Sandia National Laboratories i ett uttalande 

För insamlandet i stratosfären använde Bowman med team  Mikrobarometrar vilket är   mikrofoner  som  är utformade till att övervaka vulkaner. Mikrobarometrar  upptäcker och detekterar lågfrekventa ljud. Det  var dessa som gjorde upptäckten.

Instrumenten  bars upp av ballonger som Bowman med flera forskare byggt. Med diametrar mellan 6 och 7 meter byggdes ballongerna av vanligt och billigt material. Drivna av solljus kunde dessa stiga till höjd på ca 20 km.

Detta slag av vetenskapliga ballonger i skyn misstas ibland för andra föremål vilket ibland orsakar  larm om spionballonger eller ufos ex. Förutom att hjälpa till att ytterligare undersöka de mystiska ljuden i stratosfären kan soldrivna ballonger som dessa användas för att göra undersökningar än högre upp eller på andra planeter.

Robotballonger kan driva genom den övre atmosfären på Venus exempelvis den gången vi kommer dit och ska undersöka dess tjocka atmosfär av svavelsyramoln.

Teamets forskning som innehåller detektering av dessa oidentifierade infraljudkällor i jordens stratosfär presenterades av Bowman den11 maj vid det 184: e mötet i Acoustical Society of America i Chicago.

Jag kan tänka mig att ljuden kommer ur elektromagnetiska störningsutbrott orsakade av solens strålning in mot jordens atmosfären.

Bild vikipedia Rymdfärjan Endeavour rör sig genom stratosfären, februari 2010.

Bensen upptäckt i den protoplanetära skivan runt stjärnan J160532

 

Ett internationellt team av astronomer däribland flera holländska har för första gången upptäckt bensenmolekylen(C6H6) i en protoplanetär skiva runt en ung stjärna. Förutom bensen upptäcktes även något av kolföreningar men få syrerika molekyler. Observationerna tyder på att här liksom  jorden innehåller protoplanetär skivor material för att bilda stenplaneter med samma slags materia som jorden en gång fick. Forskarna publicerade nyligen sina resultat i tidskriften Nature Astronomy.

Det var runt den unga, lilla röda dvärgstjärnan J160532 (är en tiondel av solens massa) cirka 500 ljusår från oss i riktning mot stjärnbilden Skorpionen upptäckten gjordes. I protoplanetära skivor  runt unga stjärnor bildas både gas- och stenplaneter  av gas och damm. Hittills har det varit svårt att analysera vilka molekyler som finns i dessa skivors heta inre del  där majoriteten av planeterna bildas. Detta på grund av den begränsade känsligheten och spektralupplösningen hos tidigare teleskop och dess utrustning

I denna nya  forskning använde forskarna däremot data från MIRI-spektrometern ombord på James Webb Space Telescope (Webbteleskopet som ännu inte varit i tjänst ett år men är bokat för många undersökningar) . MIRI kan se in i  dammoln och är särskilt väl lämpad till att undersökningar i het som inne i  protoplanetär skivor. (MIRI-spektrometerns avancerade huvudoptik har designats och byggts av Netherlands Research School for Astronomy (NOVA).

Ovan är exakt den typ av undersökningar som MIRI-spektrometern designats för, beskriver Ewine van Dishoeck (Leiden University) en av de som var med och byggde Webbteleskopet och MIRI - instrumentet. Spektralundersökningar ger en mängd data om den kemiska och fysiska sammansättningen av protoplanetära skivor.

Förutom det  första fyndet någonsin av bensen i en protoplanetär skiva upptäckte forskarna även kolvätediacetylen (C4H2) för första gången i en sådan och utöver det en ovanligt stor mängd acetylengas (C2H2)  ett mycket reaktivt kolväte. Men det fanns väldigt lite vatten och koldioxid i skivan.

Syrerika föreningar finns dock ofta i andra slag av dammskivor därute i universum. För att identifiera de nu analyserade molekylerna krävdes ett nära samarbete med kemister vilka analyserade spektra (de kemiska fingeravtrycken) i laboratoriemiljö.

Forskarna misstänker att bensen och (di-)acetylen frigörs i skivan efter att den aktiva unga stjärnan förstört kolrika stoftkorn under sin aktivitet. De dammkorn som då finns kvar innehåller silikater med relativt lite kol. I en senare fas klumpar kornen med låg kolhalt ihop sig till större bitar. Dessa blir så småningom stenplaneter som jorden. Detta scenario kan förklara varför vår egen jord är så fattig på kol från dess bildande.

Samtidigt arbetar forskarna med data från 30 andra protoplanetära skivor runt andra unga stjärnor därute och data om ytterligare 20 av dessa  protoplanetära skivor väntas bli analyserade under 2023. Det förväntas upptäckas andra slag av molekyler från dessa och ge än mer kunskap om bildandet av planeter runt stjärnor i protoplanetära skivor från de allra minsta stjärnorna till de som är 2-3 gånger större i massa än vår sol.

Huvudförfattaren till studien Benoît Tabone (CNRS-forskare vid Université Paris-Saclay i Frankrike och tidigare affilierad Leiden University) avslutar studien med följande ord: Detta arbete ger en första glimt av de fysiska och kemiska förhållandena under vilka jordliknande planeter som vår jord bildas.

Medförfattare till studien Aditya Arabhavi, doktorand vid universitetet i Groningen, tillägger: Många fler molekyler kommer att upptäckas i skivorna antingen i skivan runt J160532 eller i andra skivor. Webbteleskopet är en upptäckarplats inte bara för astronomer, utan också för experter inom molekylfysik.

MINDS (MIRI mid-INfrared Disk Survey) Undersökningen ägde rum inom JWST Guaranteed Time Observation (GTO) -programmet MINDS. Programmet leds av Inga Kamp (Groningens universitet). Astronomer från Groningen, Leiden och Nijmegen är nära involverade. 

Bild vikipedia på en konstnärs bild av en protoplanetär skiva.