Jupiter och Saturnus avgör mängden kometer i solsystemet

En intressant studie presenterades igår på ESA:s websida. Det handlar om observationer som rymdteleskopet Herschel gjort av två planetsystem relativt nära oss. Dessa två planetsystem har ett mycket stort antal kometer som kolliderar med varandra och med planeterna. Förhållandena där skiljer sig avsevärt från förhållandena i vårt relativt stabila solsystem..Astronomerna tror att Jupiter och Saturnus haft en avgörande betydelse för mängden kometer i vårt solsystem och för den stabilitet som idag råder i de inre delarna av solsystemet..

Herschel har studerat de två planetsystemen kring GJ581 (Gliese 581) och 61 Vir. Gliese 581 är ett planetsystem med åtminstone fyra planeter, varav en befinner sig i den beboeliga zonen. Planeterna är s.k superjordar där den minsta planeten beräknas ha en massa som är dubbelt så stor som jordens. De övriga tre planeterna har massor som är 5-16 gånger jordens. Planeten Gliese 581d är en av de mest intressanta exoplanetfynden hittills och en av de bästa kandidaterna vad gäller förutsättningar för att hysa liv. Det bör dock påpekas att det fortfarande råder lite delade meningar om hur många planeter det egentligen finns i Gliese 581-systemet. I en del studier har det antytts att det kan finnas ytterligare minst två planeter. Hittills har man dock inte funnit någon Jupiterstor planet i systemet.

61 Vir har två bekräftade planeter och möjligen ytterligare en planet som ännu så länge inte bekräftats. Även dessa planeter är superjordar med en massa på mellan 5 och 18 gånger jordens massa. Inte heller här har man ännu upptäckt någon Jupiterstor planet.

Båda planetsystemen har stora mängder av kometrester som kretsar kring stjärnorna och forskarna tror att de har minst 10 gånger fler kometer än vad som finns i Kuiperbältet i vårt solsystem.

Illustration av kometer och kometrester kring Gliese 581 (Bildkälla: ESA)

Forskarna tror att avsaknaden av en Jupiter eller Saturnus i dessa två planetsystem gör att kometer frekvent regnar in i de inre delarna av planetsystemen och krockar med planeterna och med varandra. Så tycks situationen ha varit i flera miljarder år. I vårt solsystem har Jupiters och Saturnus gravitationella samverkan  gjort att en mycket stor mängd kometer "jagats" inåt i solsystemet och bombarderat himlakropparna där. Detta skedde tidigt i solsystemets utveckling. Idag är vårt solsystem mycket mer stabilt och antalet kometer mer begränsat.

För att åstadkomma detta kometregn kring Gliese 581 och 61 Vir krävs dock någon form av påverkan av en större planet. Forskarna tror därför att det finns Neptunusstora planeter längre ut i systemen som ännu inte upptäckts. De planeter som hittills upptäckts skulle inte kunna åstadkomma det som Herschel observerat. Utforskningen av de två systemen är betydelsefull för kunskapen om hur planetsystem bildas och utvecklas.

Kometer tros ha fört vatten till jorden. Detta ständiga kometregn i de två planetsystemen innebär sannolikt att planeterna får stora mängder vatten till sig. Det är ju intressant med tanke på att en av Gliese-planeterna befinner sig i den beboeliga zonen. Frågan är väl bara om dessa ständiga kometkollisioner också ger långsiktigt goda förutsättningar för att liv ska utvecklas och frodas.

Vårt solsystem tycks ha en delikat balans mellan planeterna som innebär långsiktig stabilitet, vilket kanske inte är så vanligt i andra planetsystem. I en artikel för några veckor sedan skrev jag om forskning om asteroidbältet och hur Jupiter tycks styra det (se HÄR). Även här tycks denna påverkan av jätteplaneten ha mycket stor betydelse för de stabila förhållanden vi idag har på jorden. Det verkar som Jupiters betydelse för liv på jorden inte ska underskattas. Denna planet med dess "rätta" position i solsystemet kan rent av ha helt avgörande betydelse för den utveckling jorden genomgått.

Herschels observation av Gliese 581 beskrivs i en forskningsartikel i Arxiv.

Merkurius kratrar innehåller is trots närheten till solen

Merkurius kretsar ju nära solen och är en synnerligen het planet. Temperaturen kan stiga till hela +425 grader Celcius. Ändå kan det finnas is på Merkurius. Forskarna tror att det i djupare kratrar dit solstrålarna aldrig når kan samlas lite is. Man ska också komma ihåg att Merkurius har långa nätter, som innebär att temperaturen kan sjunka till -185 grader Celcius! Planetens rotationsaxel lutar i princip inte alls vilket gör att polerna inte nås av särskilt mycket solljus.

Bilden nedan, tagen av rymdsonden Messenger, visar det kraterfyllda landskapet vid nordpolen. Den största kratern, men namnet Prokofiev, efter den ryske kompositören, tros innehålla is på kraterbotten.

(Bildkälla: NASA)

God kommunikation på Mars

Det verkar vara en god kommunikation mellan rymdmyndigheterna. Åtminstone på och kring Mars. Det är nämligen så att NASA:s Marsfordon Curiosity sänt data till ESA:s rymdsond Mars Express, som därefter sänt det vidare till jorden. Tjusigt samarbete i rymdforskningens tjänst! Det är första gången som ESA:s rymdsond kommunicerar på detta sätt med Curiosity. Vad är det då för information som Curiosity sänt till jorden via Mars Express. Jo, bland annat ett antal skarpa foton.

En sten vid "Rocknest" (Bildkälla: NASA)

Mer i närbild kan man se hur Curiositys laserkanon pepprat stenen.

(Bildkälla: NASA)

När man nu ändå är igång med samarbete på Mars kan man väl också se till att återuppta samarbetsdiskussionerna kring ExoMars. NASA har som bekant dragit sig ur det projektet vilket bidrog till att ryska rymdmyndigheten Roscosmos istället blev en samarbetspartner till ESA. Det var ju bra i och för sig, men det hade varit ännu bättre med även NASA som partner i projektet. Frågan är väl hur intresserade NASA egentligen är av samarbete med ESA. På ESA:s websida skriver man ganska utförligt om det här samarbetet mellan Curiosity och Mars Express. På NASA:s websida visas samma bilder, men utan någon som helst kommentar om att de sänts till jorden via Mars Express!

Pac-Man härjar kring Saturnus!

En gång i tiden fanns ett fantastiskt PC-spel som hette Pac-Man. Alla över 40 år eller så känner till detta fantastiska spel som spelades på en persondator med 640 kilobyte primärminne, 10 megabyte hårddisk, diskettenhet och operativsystemet MS-DOS. Att spela Pacman på detta fartvidunder till dator är något som dagens ungdom gått miste om! Själv spelade jag så mycket att jag emellanåt drömde om den jagande lilla filuren. Jag har alltid undrat vart Pacman egentligen tog vägen. Nu kommer äntligen svaret från NASA. Den har förökat sig genom delning och härjar nu kring Saturnus där Pac-Mannarna antagligen jagar mindre stenbumlingar.

Så här såg den ut, Pac-Man

Kolla bara den här bilder som bygger på rymdsonden Cassinis observationer! Visst ser det ut som två Pac-Mans.

(Bildkälla: NASA)

 

 

Det rödgula området är i själva verket varmare delar av de två Saturnusmånarna Mimas och Tethys.

 

Stekheta "Jupiters" finns det gott om bland exoplaneterna

När man studerar förteckningar över upptäckta exoplaneter kan man inte undgå att förundras över hur många Jupiterstora planeter det finns som kretsar extremt nära sina respektive stjärnor. Dessa "hot Jupiters" måste verkligen vara stekheta. Igår upptäcktes ännu en sådan planet, WASP 77A b, med en massa som är 1,76 gånger Jupiters. Den gör ett varv runt sin stjärna på 1,36 dagar! Ja just det, 33 timmar!

Illustration av en "hot Jupiter" (Bildkälla: NASA)

Liknande planeter finns i massor och man undrar hur de kan överleva så nära sina stjärnor. Det är förstås stekhett på dessa Jupiterliknande gasplaneter. Påverkan från stjärnan måste vara enorm och en del av planeterna slukas väl helt enkelt så småningom av stjärnorna.

Svensk teknologi kan bidra till upptäckten av en jordkopia

NEAT - ett projekt med starka svenska intressen
För några veckor sedan skrev jag en artikel (läs HÄR) om rymdteleskopet Gaia och förhoppningen om att den skulle kunna finna tusentals exoplaneter. Trots att Gaia har mycket känsliga instrument för att mäta stjärnors och planeters rörelser så är känsligheten likväl en aning för begränsad för att upptäcka mer än enstaka små planeter. Det krävs mycket större känslighet för att hitta många "jordkopior". Att det finns många planeter som storleksmässigt är som vår jord är högst sannolikt.

En projektidé som skulle kunna innebära att en massa jordkopior upptäcktes är NEAT (Nearby Earth Astrometric Telescope). Det är ett projekt som forskare från flera europeiska länder skissat på i några år. Tyvärr har det så här långt konkurrerats ut av andra rymdsondsprojekt, men det finns gott hopp om att idéerna trots det förverkligas i någon form i ett kommande rymdsondsprojekt. Den svenske projektledaren Alexis Brandeker är optimistisk. Mer om det nedan.

Vad är då NEAT? NEAT består av två rymdsonder som formationsflyger 40 meter från varandra. Det innebär att man med hjälp av avancerad teknik och precisionsflygning kan öka mätprecisionen avsevärt, så mycket som drygt 100 gånger rymdteleskopet Gaias precision!! Med spegeln på ena satelliten och detektorn på den andra får man en brännvidd på 40 meter. NEAT:s tänkta uppdrag är att leta efter exoplaneter i alla storlekar. Den har alla förutsättningar att upptäcka jordkopior i och med att den är tänkt att i detalj studera 200 solliknande stjärnor i vår närhet (inom 50 ljusår från jorden) under flera års tid. NEAT kan dessutom komplettera Keplerteleskopet genom att upptäcka ytterligare planeter kring de planetsystem Kepler funnit. En tanke är också att göra uppföljande observationer av objekt som rymdteleskopet Gaia har upptäckt. NEAT skulle därför kunna innebära en revolution för exoplanetutforskningen!

 

Illustration av den ena NEAT-satelliten

NEAT blev micro-NEAT
Robert Cumming på Populär Astronomi har skrivit om projektidén för NEAT i december 2010. ESA-besluten har dock inte riktigt gått NEAT:s väg sedan dess, vilket också beskrivs på Populär Astronomis websida (se HÄR). I den hårda konkurrensen bantade NEAT-teamet ner sitt projekt till ett micro-NEAT för att det bättre skulle kunna konkurrera om ESA:s begränsade resurser och dessutom tävla i en annan rymdsondsklass, "Small missions".

Flera svenska forskare är inolverade i arbetet med projektidén. Projektet är ockå lite extra spännande för oss svenskar i och med att det drar lärdomar av det svenska satellitprojektet PRISMA, där två minisatelliter, Tango och Mango, formationsflyger i rymden. Man skulle kunna säga att micro-NEAT är ett mellanting mellan NEAT och PRISMA. Det nedbantade micro-NEAT minskar visserligen förutsättningarna för att upptäcka jordstora planeter på längre avstånd, men den skulle kunna upptäcka sådana planeter kring t.ex Alfa Centauri. Det är ju intressant med tanke på att en större exoplanet nyligen upptäcktes där.

NEAT har inte prioriterats (ännu)
Inte heller micro-NEAT har blivit prioriterat. Konkurrensen om framtida exoplanetprojekt är knivskarp. ESA beslutade i mitten av oktober i år att satsa på Cheops i sitt "Small Science Program Missions" (S-class). Cheops, som står för CHaracterising ExOPlanets Satellite, ska sikta in sig på att studera närliggande stjärnor där exoplaneter redan observerats. Tanken är dels att studera de redan upptäckta exoplaneterna mer utförligt, dels söka efter fler planeter kring dessa stjärnor. Cheops använder sig av transitmetoden, samma metod som Keplerteleskopet använder sig av, för att upptäcka planeterna. Målet är att upptäcka planeter ner till jordstorlek. Även i detta projekt finns medverkan av svenska forskare. Cheops var ett av 26 projektidéer som ESA hade att ta ställning till!

Förutom S-class finns också rymdsondsplaner i de två lite större projektklasserna, M-class (medium) och L-class (Large). I M-class valde ESA i oktober 2011 att satsa på Solar Orbiter (M1), en solsond, och Euclid (M2), en sond som ska studera universums utveckling och expansion, den mörka energin och mörka materian etc. Bland ett flertal tänkbara projekt fanns också exoplanetprojektet PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), som dock inte blev utvalt i denna omgången. Ett beslut om genomförande av PLATO-projektet kan dock tänkas komma senare när ESA tar ställning till ett eventuellt M3-projekt. Fortsatt "projektering" pågår (se websidan HÄR). Här konkurrerar dock projektet med flera andra projekt, bl a ytterligare ett exoplanetprojekt: ECho (Exoplanet Characterisation Observatory). Beslut väntas fattas i slutet av 2013.

I L-class, som rör de riktigt stora projekten,  beslutade ESA i maj 2012 om att satsa på JUICE (JUpiter ICy moons Explorer), en sond som ska studera Jupiter och dess stora månar. I denna tungviktsklass finns ytterligare åtminstone en projektidé för eventuella framtida L-class-uppdrag som rör exoplaneter: Planetary Atmosphere Xplorer (presenterat på Astrobiologikonferensen i Stockholm i oktober i år i en poster av René Liseau (Chalmers). Jag har inte lyckats hitta någon mer utförlig information om detta projekt.

Framtidsutsikterna för NEAT ändå positiva
Finns det då någon plats för NEAT i något av dessa race. På ESA:s websida kring projekten i de olika klasserna nämns inget om NEAT. Däremot kan man i SpaceReview , i ett par mycket intressanta artiklar läsa om tänkbara framtida projekt. NEAT beskrivs i mycket positiva ordalag. Kan det tänkas att projektet trots allt når ända fram och förverkligas? Jag ställde frågan till Alexis Brandeker, svensk projektledare för micro-NEAT och docent vid Astrobiology Centre vid Stockholms universitet.

Alexis Brandeker (Bildkälla: Stockholms Observatorium)

Alexis: "Varken NEAT eller micro-NEAT kommer att bli av i sin föreslagna form, men projekten är såpass intressanta att jag är övertygad om att de kommer att bli implementerade i någon form förr eller senare. Frågan är nog snarast när."

Det låter förhoppningsfullt! Det ska bli intressant att se i vilken form NEAT "återuppstår". Enligt uppgifter från Alexis handlade det om ganska stora pengar, 470 miljoner Euro, i det mer fullskaliga NEAT-projektet och bara en tiondel så mycket, ca 50 miljoner Euro, i micro-NEAT. Det senare beloppet är ju i dessa sammanhang relativt lågt och man kan ju som amatörastronom tycka att det vore bättre att köra ett flertal "billiga" S-class-projekt än två-tre dyra L-class-projekt.

Kan planeter kring vita och bruna dvärgstjärnor hysa liv?

Forskare letar efter exoplaneter framförallt kring solliknande stjärnor. Eftersom vårt solsystem bevisligen har åtminstone en plats där liv utvecklats är det naturligt att söka efter andra ställen i Vintergatan med ungefär samma grundförutsättningar. En del exoplaneter har dock upptäckts kring stjärnor som sakta svalnar och dör. Det rör sig så här långt om stora planeter. Man kan fundera på om det kan finnas jordliknande planeter med förutsättningar att hysa liv kring den typen av stjärnor. SpaceDaily skriver om forskning kring detta i en artikel.

Forskare som studerat vita och bruna dvärgstjärnor menar att förutsättningarna för liv är begränsade även om planeter kan befinna sig i mitt i den beboeliga zonen kring sådana stjärnor. Problemet med dessa stjärnor är att de sakta blir allt svalare. Den beboeliga zonen krymper därför successivt och hamnar allt närmare stjärnan. Om en planet befinner sig mitt i den beboeliga zonen idag har den tidigare i sin historia, när stjärnan var hetare, varit för nära stjärnan för att utveckla liv. Värmen från stjärnan har gjort att eventuellt vatten på planetytan dunstat och planeten utvecklat en accelererande växthuseffekt, likt Venus. Därmed har kanske liv aldrig kunnat uppstå och om det har gjort det så har det definitivt släckts. Så det är nog bäst att fortsätta söka efter exoplaneter kring stjärnor som liknar vår sol. Sådana stjärnor finns det gott om i Vintergatan.

Illustration av exoplaneter (Bildkälla: ESO)