Människan har en förmåga att beräkna hastighet och avstånd under en rymdfärd.

 

I en ny forskning ledd från York University visas att astronauter har en överraskande förmåga att orientera sig och mäta tillryggalagd sträcka när de är fria från gravitationens dragningskraft ( i nästan tyngdlöshet på rymdstationen).

Resultatet av studien utarbetades i samarbete med den kanadensiska rymdorganisationen och NASA och visar implikationer om besättningens säkerhet i rymden och kan potentiellt ge ledtrådar till hur åldrandet påverkar människors balanssystem här på jorden, beskriver ledaren för studien professor Laurence Harris. "Det har upprepade gånger visats att uppfattningen av gravitationen påverkar den perceptuella förmågan.

 Det mest djupgående sättet att se på gravitationens inverkan är att ta bort den, vilket är anledningen till att vi tog vår forskning ut i rymden, beskriver Harris, som är expert på syn och rörelseperception och som leder Multisensory Integration Lab och var  tidigare chef för Centre for Vision Research i York.

"Vi har haft en stadig närvaro av människor i rymden i nästan ett kvarts sekel och med rymdsatsningar som bara ökar då vi nu planerar att åka tillbaka till månen mm. Utifrån detta blir det allt viktigare att veta mer om hälso- och säkerhetsfrågor för att säkert  sända människan ut på längre färder i tid. Baserat på resultatet av studien verkar det som om människor förvånansvärt väl kan kompensera för bristen på en jordisk miljö med hjälp av synen.

Harris och hans medarbetare professorerna Robert Allison och Michael Jenkin vid Lassonde School of Engineering och utöver dessa två generationer postdoktorer och doktorander från York, Björn Jörges, Nils Bury, Meaghan McManus och Ambika Bansal så studerades ett dussintal astronauter ombord på den internationella rymdstationen vilken  ligger cirka 400 kilometer från jordens yta. Här upphävs jordens gravitation genom centrifugalkraften som genereras av stationens omloppsbana. I den mikrogravitation som är kvar är sättet som människor rör sig där mer som att flyga i rymdstationen, beskriver Harris.

"Människor har tidigare anekdotiskt rapporterat att de känt att de rörde sig snabbare eller längre än de egentligen gjorde i rymden, så det här gav en viss motivation att undersöka detta", förklarar han.

Forskarna jämförde prestationerna hos ett dussin astronauter – sex män och sex kvinnor – före, under och efter deras årslånga uppdrag i rymdstationen och fann att deras känsla för hur långt de färdades förblev i stort sett intakt.

Rymduppdrag är hektiska och det tog forskarna flera dagar att få tid till  kontakt med astronauterna när de anlänt till rymdstationen. Harris beskriver att  "Vid ett antal tillfällen under vårt experiment var ISS tvungen att göra undanmanövrar", minns Harris. – Astronauter måste kunna ta sig till säkra platser eller utrymningsluckor på ISS snabbt och effektivt i en nödsituation. Så det var väldigt betryggande att upptäcka att de faktiskt kunde göra detta snabbt."

Studien, som nyligen publicerats i npj Microgravity, har tagit ett decennium att ta fram och representerar den första av tre artiklar som kommer ur forskningen som undersöker effekterna av mikrogravitationsexponering på olika perceptuella färdigheter, exemelvis uppskattning av kroppslutning, tillryggalagd sträcka och objektstorlek.

Bild https://commons.wikimedia.org/

I Gale-kratern på Mars fanns en sjö långt fram i tiden

 

Forskare vid Imperial College London och NASA har hittat tecken på att det fanns vatten i Gale-kratern på Mars under en längre tid än man tidigare trott.

För miljarder år sedan vet man att det fanns mycket vatten på Mars och det i Gale-kratern fanns en sjö. Gradvis förändrades klimatet och sjön torkade ut inkusive övrigt vatten på Mars med undantag av att det ännu i dag finns ett tunt islager på polerna i form av permafrost. Mars blev den röda dammiga planet den är idag.

Sjön  i Gale-kratern som finns söder om ekvatorn på Mars hade en diameter på 154 km och fanns långt efter att planeten ansågs ha blivit torr och ogästvänlig. Med hjälp av data och bilder från NASA:s Curiosity-rover fann forskarna ledtrådar som visade detta i form av deformerade lager i en ökensandsten som de hävdar bara kan ha bildats av vatten. Hur djup sjön var om den var flera meter djup eller bara centimeter djup är osäkert.

Även om de är överens om att det fanns vatten, är de osäkra på om det fanns som vätska, is eller som en saltlösning.

För mer information om detta fynd och forskares uttalanden om fyndet se här från Imperial College London. 

Bild från vikipedia på Gale-kratern på Mars.

Äldre bruna dvärgstjärnor går en ensam ålderdom till mötes.

 

Bruna dvärgsjärnor är objekt som är större än Jupiter men mindre än de stjärnor som har lägst massa och fungerar som en stjärna. De uppstår som början till stjärnor – ur ett moln av gas och stoft som kollapsar – men får inte tillräckligt med massa för att upprätthålla fusionen av väte som en ordinär stjärna och kallas därför en misslyckad stjärnbildning.

Astronomer som använder Hubbleteleskopet bekräftar att man upptäckt att dubbelstjärnor (vilket är mycket vanligt därute)  av bruna dvärgar är extremt ovanligt. Hubble kan upptäcka dubbelstjärnor så nära varandra som en 300 miljoner kilometer mellan objekt ett avstånd som kan jämföras med det mellan vår sol och asteroidbältet som finns mellan Mars och Jupiter.

Men Hubbleteleskopet hittade likväl inga dubbelpar i det ett urval av bruna dvärgar i Vintergatan man sökte i. Detta innebär att ett dubbelpar av bruna dvärgar är så svagt sammanlänkade av gravitation att de glider isär efter några hundra miljoner år efter dess bildande på grund av dragningskraften från förbipasserande stjärnor. Detta tyder på att sådana bruna dvärgsystem inte överlever över tid, beskriver huvudförfattaren Clémence Fontanive vid Trottier Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal, Kanada. Dubbelstjärnor bestående av andra slags stjärnor som ex vår sol är däremot vanligt därute.

I en liknande kartläggning som Fontanive genomförde för ett par år sedan riktades Hubbleteleskopet på extremt unga bruna dvärgar och vissa av dessa hade binära följeslagare, vilket bekräftar att stjärnbildningsmekanism producerar dubbelstjärnepar även bland bruna dvärgar med låg massa. Avsaknaden av binära följeslagare för äldre bruna dvärgar tyder däremot på att vissa kan ha börjat som dubbelstjärnor men gått skilda vägar över tid.

De nya Hubble-fynden publicerade i The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society stöder teorin att bruna dvärgar blir till på samma sätt som ordinära stjärnor genom gravitationell kollaps från ett moln av molekylärt väte. Skillnaden är att de inte har tillräckligt med massa för att upprätthålla kärnfusion av väte för att generera energi, medan andra storlekar av stjärnor har det. Mer än hälften av stjärnorna i vår galax är dubbelstjärnsystem.

Bild vikipedia (engelska) Jämförelse: de flesta bruna dvärgar är något större än Jupiter (15–20 % större). Men är upp till 80 gånger mer massiva på grund av större densitet. Bilden är skalenlig, med Jupiters radie som är 11 gånger jordens, och solens radie 10 gånger Jupiters.

Livets byggstenar klarar det extrema förhållandet i Venus atmosfär

 

Det kanske finns liv i Venus moln. I kontrast till planetens blåsande ogästvänliga, heta yta (med temperatur på 400-500C) har Venus molnlager som sträcker sig från 30 till 40 mil över ytan, mindre ogästvänliga temperaturer ( i de högsta lagret där svavelsyramoln finns är det ca 30C)  och kan därmed stödja vissa extrema former av liv.

Om det finns liv där ute har forskare antagit att liv där skulle se väldigt annorlunda ut än liv på jorden. Det beror på att molnen består av mycket giftiga droppar av svavelsyra - en intensivt frätande kemikalie känd för att lösa upp metaller och förstöra de flesta biologiska molekyler på jorden.

Men i en ny studie av MIT-forskare (Massachusetts Institute of Technology) utmanas det antagandet. Studien, som publicerats i dagarna i tidskriften Astrobiology, visar att vissa viktiga byggstenar till liv kan finnas kvar i lösningar av koncentrerad svavelsyra.

Studiens författare har funnit att 19 aminosyror som är nödvändiga för liv på jorden är stabila i upp till fyra veckor när de placeras i flaskor med svavelsyra i koncentrationer som liknar dem i Venus moln. I synnerhet fann de att den molekylära "ryggraden" i alla 19 aminosyror förblev intakt i svavelsyralösning som varierade i koncentration från 81 till 98 procent.

"Vi finner att byggstenarna för livet på jorden är stabila i svavelsyra och detta är mycket spännande för idén om möjligheten till liv i Venus moln", tillägger studiens författare Sara Seager, MIT:s Class of 1941 Professor of Planetary Sciences vid EAPS och professor vid institutionerna för fysik och flygteknik och astronautik. Det betyder inte att livet där skulle vara detsamma som här. Faktum är att vi vet att det inte kan vara så. Men det här arbetet främjar uppfattningen att Venus moln kan hysa de komplexa kemikalier som behövs för att liv ska uppstå.

Studiens medförfattare inkluderar huvudförfattaren Maxwell Seager, som går grundutbildning vid institutionen för kemi vid Worcester Polytechnic Institute (Sara Seagers son) och William Bains, forskare vid MIT och vid Cardiff University. För mer och utförligare information om denna studies resultat se här 

Jag är däremot själv tveksam till liv i Venus moln. Byggstenar ja men hur länge kan dessa existera i svavelsyra? Kan dessa byggstenar om och om igen bildas hamna i svavelsyramoln men upplösas efter en kort tid och ses som en cykelaktivitet?

Bild Venus. Foto: NASA/JPL-Caltech

Nytt forskningsobjekt kan ge ledtrådar om mörk materia

 

Teorier finns i överflöd om vad mörk materia är och i ett nytt forskningsobjekt beskriver Alex McDaniel, postdoktor vid Clemson University, ytterligare ett exempel genom att beskriva några av strängaste restriktionerna för den mörka materians natur hittills.

Studien visar även en liten antydan att den är verklig och kanske kan bekräftas någon gång under det kommande decenniet. En antydan om att mörk materia  kan bevisas existera  och hur den är.

"Med datainsamling och nya upptäckter i framtiden kan denna lilla ledtråd potentiellt förvandlas till en mycket konkret upptäckt och en modell för mörk materia", beskriver McDaniel. I arbetet letade McDaniel och hans medarbetare i dvärggalaxer efter mörk materia som förvandlats till vanlig materia och gammastrålning (genom en form av ljus vid de högsta energinivåerna).

Dvärggalaxer är idealiska att studera eftersom de är små anses rika på mörk materia och för det mesta saknar andra astrofysikaliska fenomen som gas, stoft och supernovor som kan förorena resultaten och datainsamling.

"Vi letar efter dessa dvärggalaxer eftersom de i bästa fall ger oss en säker antydan eller låter oss utesluta vissa partikelteorier", beskriver McDaniel.

Vissa modeller förutsäger att mörk materia har en viss massa eller tvärsnitt av detta vid växelverkan till materia på grund av partiklarnas växelverkan (enligt denna teori). Det skulle vara vad forskarna förväntar sig att se i gammastrålning. Om de inte ser det kan de utesluta denna masa och tvärsnitt (i omvandling), beskriver han.

Resultatet från dvärggalaxernas upptäckt som ingår i studien   publicerades nyligen i tidskriften Physical Review D i en artikel med titeln "Legacy Analysis of Dark Matter Annihilation from the Milky Way Dwarf Spheroidal Galaxies with 14 Years of Fermi-LAT Data".

Bild vikipedia (franska) Fördelning av universums energitäthet efter data från Planck-satelliten. Mörk materia är en av huvudkomponenterna.

Mikrogravitation orsakar markanta förändringar i genuttryckrytmen hos människor

 

Astronauter som utsätts för mikrogravitation upplever förändringar i fysiologin, inklusive immunsuppression som visar sig som ökad inflammationsrisk, minskad muskelmassa och minskad bentäthet. Då bemannade rymdfärder ökar är det viktigt att förstå förändringar i de molekylära mekanismer som ger dessa förändringar.

Huvudförfattaren till en ny studie i ämnet som nyligen  publicerades i tidskriften iScience (med ekonomiskt stöd från BBSRC- Biotechnology and Biological Sciences Research Council) Simon Archer, professor i molekylärbiologi för sömn vid University of Surrey,  beskriver:

– Den här unika studien representerar det största longitudinella datasetet av tidsseriegenuttryck hos människa. Människans genuttryck varierar rytmiskt över dygnet och det är viktigt att samla in tidsseriedata istället för från enstaka tidpunkter för att få en fullständig bild av vad som sker i kroppen när den utsätts för simulerad mikrogravitation. Det väcker frågor om effekterna av konstant sängläge på våra kroppar något vi har identifierat ge en dramatisk effekt på den tidsmässiga organisationen av mänskligt genuttryck.

I en studie som samordnades av Europeiska rymdorganisationen ESA vid MEDES rymdklinik i Toulouse genomförde 20 män ett 90-dagarsprotokoll som bestod av två veckors baslinje (normalt mänskligt liv) därefter 60 dagar av konstant sängläge med en lutningsvinkel på -sex grader med huvudet nedåt för att simulera effekterna av den  mikrogravitation som astronauter upplever. Protokollet avslutades därefter med två veckors återhämtning.

Professor Derk-Jan Dijk, professor i sömn och fysiologi och chef för Surrey Sleep Research Centre, beskriver: "En gång i tiden trodde man att rymdresor var ogenomförbara; Rymdindustrins tillväxt innebär dock att det nu är en reell möjlighet. Mycket är fortfarande okänt om mikrogravitationens inverkan på kroppen, och det är viktigt att vi vet mer om detta innan vi börjar "semestra" i rymden. Med utgångspunkt i vad vi har funnit kommer den andra delen av vår studie, med samma kohort av män och kvinnor, att undersöka vilken inverkan mikrogravitation har på sömn, dygnsrytm och hormoner hos individer.

Professor Keith Ryden, professor i rymdteknik och chef för Surrey Space Centre, beskriver: "Bemannade rymdfärder är mycket på agendan igen med planer på att astronauter snart återvänder till månen via NASA:s Artemis-projekt och tillväxten av rymdturism finns nu också på agendan.

Vi bör veta mer om hur vi ska möjliggöra långa resor till Mars exempelvis utan att människokroppen förfaller innan en sådan resa kan bli möjlig.

Bild https://pxhere.com/

Betraktning av Jordens biogeokemiska cykler

 

En studie av forskare vid University of Chicago, Rice University och California Institute of Technology kastar nytt ljus över den känsliga balansen mellan olika biogeokemiska cykler som håller jorden tempererad, återfuktad och blomstrande.

Elementens kretslopp mellan hav, atmosfär och land spelar en roll för att hålla klimatet stabilt, men kretsloppet är sammantaget så komplext att forskare vanligtvis isolerar delar av helheten (undersöker en cykel i taget) för att försöka få ett bättre grepp om hur de fungerar. Den nya studien som publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences den 13 mars visar däremot på ett annat tillvägagångssätt. Forskarna erbjuder här istället ett brett, förenklat synsätt, med hjälp av en ny uppsättning matematiska verktyg för att belysa sambandet mellan de olika  cyklerna som tidigare varit svåra att undersöka som sambandsberoende.

"Vårt tillvägagångssätt ger ett nytt sätt att identifiera de grundläggande byggstenarna för stabilitet i de kemiska komponenterna i jordens klimat - de underliggande sätten på vilket klimatet kan stabiliseras över geologisk tid på grund av rörelsen av element över havet, atmosfären och stenreservoarer", beskriver Preston Cosslett Kemeny, postdoktor vid UChicago TC Chamberlain och huvudförfattare till artikeln. Vi tar ofta för givet att planeten Jorden har försörjt komplext liv i hundratals miljoner år. Men denna stabilitet var aldrig garanterad att komma till – man behöver bara se på Mars och Venus som bildades av ungefär samma material som jorden, men som för närvarande inte ens stöder flytande vatten.

En viktig aspekt för jordens del är det kemiska kretslopp som uppkom här (om det var slumpen eller en okänd faktor som fick  detta för livet så viktiga kretslopp att uppstå på jorden och inte på Mars eller Venus kan vi inte veta i dag). Grundämnen som kol, svavel och kalcium rör sig mellan land, hav och atmosfär på ett sätt som har hållit förhållandena vid jordens yta relativt stabila under hundratals miljoner år. Forskare tror till exempel att planetens temperatur delvis upprätthålls genom att kol gradvis flyttas fram och tillbaka mellan hav, atmosfär och land. När koldioxid byggs upp i atmosfären och värmer upp ytan får det stenar att brytas ner snabbare – vilket flyttar kol till havet och därefter till sten på havsbotten. Under miljontals år kyls planeten gradvis ner igen när kolet sugs ut ur atmosfären. För mer om detta intressanta forskningsobjekt kan man läsa om här från University of Chicago. 

Bild flickr.com