Finns det stora exomånar och kan dom i så fall hysa liv?

Allt fler exoplaneter upptäcks. En naturlig fråga att ställa sig är om dessa planeter har månar. Det vore ju ganska naturligt med en stor mängd månar med tanke på hur det ser ut i vårt solsystem. Våra modeller av hur månsystem kring planeter skapas är fortfarande ganska outvecklade. Man kan kanske tänka sig att när planetsystem bildas blir en hel del materia över som med tiden kan klumpa ihop sig och bilda månar som fångas in av planeterna. Hittills har man inte funnit några exomånar, men däremot ett antal exomånkandidater. Några av dessa kan dessutom vara inom den s.k beboeliga zonen. Websidan Planetary Habitability Laboratory beskriver närmare 40 sådana potentiella månar. Månar kan vara väl så beboeliga som planeter, men det finns vissa restriktioner.

Vad krävs då för att en måne ska vara beboelig? I en intressant forskningsrapport,  "Constraints on the habitability of extrasolar moons", författad av René Heller och Rory Barnes, lyfts denna fråga mer ingående.

Att en måne kan befinna sig inom den beboeliga zonen och hysa liv kräver förstås att den har en lagom temperatur. Förutom att den får värme från den stjärna som planet och måne kretsar kring kan den också få energi från planetens gravitationskraft, särskilt om det är en stor planet. Månen bör också ha uppnått en stabilitet i sin omloppsbana runt planeten. Forskning pekar på att planetens gravitationella påverkan på månen tycks vara väl så viktig som effekterna av strålningen från stjärnan.

Varför har vi då inte hittat någon exomåne ännu? Faktum är att vi ännu inte hittat särskilt många jordstora planeter heller. Det är helt enkelt svårt att upptäcka små planeter, och därmed också månar. I den forskningsrapport som Heller och Barnes presenterar anges att forskare tror att den första exomåne som upptäcks kan vara nästan lika stor som jorden och ha en massa på uppemot 25% av jordens massa. Om man jämför detta med månarna i vårt solsystem så inser man att det handlar om att hitta en jättemåne. Alla månar i vårt solsystem är i jämförelse med detta mycket små. Trots att diametern för de största månarna, Jupitermånen Ganymedes och Saturnusmånen Titan är ca 40% av jordens diameter så har de en låg massa. För Ganymedes uppgår den endast till 2,5% av jordens massa.

Kepler 22b är en av exoplaneterna som studerats (Bildkälla: NASA)

Förutom att månarnas massa bör vara stor, så bör de också ha en bunden rotation. Det innebär att månarna, på samma sätt som vår måne, visar en och samma sida mot planeten hela tiden. Dygnet blir betydligt kortare än året på månen. Jämfört med planeter i den beboeliga zonen som har bunden rotation kring sin stjärna är detta en stor fördel enligt forskarna.

En tredje faktor som forskarna ser talar till månarnas fördel kontra planeterna är att månar kring jätteplaneter tros ha större chans att rotera kring en rotationsaxel som lutar mot omloppsbanan. Det innebär att sådana månar har årstider, vilket är positivt för eventuellt liv.

En fjärde faktor som talar för att leta efter liv på månar är att de med största sannolikhet är mycket större till antalet än planeterna. Vi kommer sannolikhet inom det närmaste decenniet att upptäcka ett stort antal exomånar.

Det är en fördel om månen befinner sig inom den beboeliga zonen. De kan dock vara utanför denna zon om det kompenseras av att planeten genom sin gravitationskraft "värmer upp" månen. Risken är dock att månen påverkas i så hög grad att den blir som Jupitermånen Io, ett inferno av vulkanutbrott.

Om då dessa förutsättningar är uppfyllda krävs, liksom för planeter, att värme distribueras på månytan på ett sådant sätt att månen blir lagom varm. Månens växthuseffekt påverkar dess energibalans, dvs hur mycket värmeenergi den får och hur mycket den avger. Det gäller att undvika en galopperande växthuseffekt typ den som Venus tycks ha utvecklat. Forskarna har i simuleringar försökt beräkna energidistribution på olika typer av månar genom att göra olika antaganden av ovanstående faktorer. Även stjärntyp har största betydelse för om en måne kan hysa liv. Stjärnans massa avgör på vilket avstånd en planet/måne-duo bör kretsa. Planetens storlek avgör hur nära månen bör kretsa planeten. Forskarna kommer fram till att det skulle kunna finnas förutsättningar för liv på en stor måne kring en Neptunusstor planet om stjärnans massa överstiger 0,2 solmassor. En lägre stjärnmassa än så kräver att månen kretsar för nära planeten helt enkelt. Månen riskerar att bli som Jupitermånen Io.

En jordlik måne som kretsar kring en Saturnuslik planet. Finns sådana? (Bildkälla: NASA)

Många faktorer påverkar således förutsättningarna för liv på en måne, men forskarna anser det ändå sannolikt att det någonstans kan finnas en måne som är tillräckligt stor och som kretsar kring en Neptunusstor planet i den beboeliga zonen kring en stjärna. När hittar vi denna måne? Nästa år, inom fem år, inom tio år? Ingen vet, men en intensiv utforskning pågår. När rymdteleskopet James Webb kommer upp och när ESO:s European Extremely Large Telescope blir byggt ökar förutsättningarna avsevärt att upptäcka sådana månar. I en annan forskningsstudie, "On the direct imaging of tidally heated exomoons" anser forskarna Mary Anne Peters och Edvin L. Turner att det t o m borde vara ganska lätt att upptäcka månar som värms upp av stora planeters gravitationskrafter. De borde helt enkelt vara så ljusstarka att de kan direktobserveras med kraftfulla teleskop.

Uranus intresserar forskarna alltmer

På förra veckans planetkonferens i Reno, USA presenterades en rad intressanta forskningsrön (vilket väl knappast har undgått läsaren av denna blogg!). En av de mer intressanta nyheterna rörde planeten Uranus. Intresset för Uranus tycks ha ökat på senare år. Den enda rymdsond som passerat denna planet, Voyager 2, gav visserligen en mängd ny information om tillståndet på och kring planeten. Intrycket var dock att det var en ganska tråkig planet. Problemet med Voyagersonden var att den inte kunde observera Uranus i det nära infraröda våglängsområdet. Det kan dock flera av de riktigt stora teleskopen runt om i världen. Allteftersom teleskopens kapacitet utvecklats har bilden av Uranus blivit mer nyanserad.

Bl a har Keck-observatoriet på Hawaii studerat denna "blå planet". Den har upptäckt att planeten har ett mycket turbulent väder. Vindhastigheter på uppemot 900 kilometer i timmen har uppmätts! Planeten verkar vara synnerligen aktiv, vilket skapar komplexa väderfenomen på olika nivåer i Uranusatmosfären. Vad är då energikällan till denna turbulens? Forskarna tror att det är solen, trots avståndet. Man har inte kunnat identifiera någon inre energikälla på Uranus. Det tycks finnas vissa likheter med vad som händer kring Saturnus poler.

Vore det inte en idé att skicka en rymdsond till Uranus? Det verkar finnas mycket av intresse att observera. Den har ju dessutom minst 27 månar som kan studeras mer detaljat. Faktum är att Uranusprojekt föreslagits inom forskarsamfundet i USA. Även i Europa har diskussioner förts om rymdsonder till Uranus. Det tycks dock inte vara några mer konkreta planer just nu.

(Bildkälla: NASA)

Solsystemets häftigaste dalgång finns på Mars

Grand Canyon i all ära, men vad är väl det jämfört med Valles Marineris på Mars! ESA:s rymdsond Mars Express har tagit en rad bilder av den enorma dalgången och presenterar idag denna häftiga bild av området (Kolla ESA:s websida HÄR för en riktigt högupplöst bild). Bilden täcker hela 630.000 kvadratkilometer! Valles Marineris är 4.000 kilometer lång, upp till 200 kilometer bred och 7 kilometer djup! Jämfört med den är Grand Canyon en liten sänka. Den är nämligen "bara" 450 kilometer lång, 29 kilometer bred på det bredaste stället och 1,8 kilometer djup som allra djupast.


(Bildkälla: ESA)

Curiosity tuggar grus på Mars

Curiosity står still i samma grusgrop som för en vecka sedan och tuggar grus. Ja, så kan man nog sammanfatta Marsfordonets göranden just nu. Den har tagit några skopor med grus och stoppat in i gapet till det minilaboratorium som fordonet är utrustat med. Tanken är att gruset ska analyseras av Curiositys Chemistry and Mineralogy Instrument (CheMin) för att försöka utröna vad det kan tänkas innehålla för mineraler. På bilden nedan syns spåren efter Curiositys spadtag.

(Bildkälla: NASA)

Medan den står där i grusgropen passar den förstås på att titta på omgivningarna. Här är en fin panoramavy över området som NASA döpt till Rocknest (Klicka på bilden).

(Bildkälla: NASA)





Har solsystemet haft en nionde planet?

Ja, det frågar sig några forskare som studerat det hela. Med nionde planet menar de då inte Pluto, som ju faktiskt hade den positionen mellan 1930, då den upptäcktes, och 2006 då Internationella Astronomiska Unionen degraderade Pluto till dvärgplanet. Med nionde planet menar de inte heller Nibiru, planet X och andra fantasiskapelser. Det forskarna menar är att det kan ha funnits ytterligare en planet tidigt i solsystemet och att den helt enkelt "sparkats ut" i rymden. Forskningsstudien presenterades på den amerikanska planetkonferensen i Reno förra veckan. Tidskriften Nature skriver om det hela på sin newsblog. Kolla in den animation man gjort som visar utvecklingen.

Forskarna har gjort uppemot 10.000 simuleringar av solsystemets utveckling. En av utgångspunkterna har varit att planeterna (eller protoplaneterna kanske man ska kalla dem), i begynnelsen låg tätare varandra och närmare solen. Oavsett hur man simulerade med dagens åtta planeter kunde man inte få till resultat det solsystem vi ser idag. Först efter att ha pillat dit ytterligare en planet, i storlek ungefär som Uranus eller Neptunus, såg simuleringarna bättre ut. Denna extra planets gravitationskraft ska då ha balanserat upp systemet så att de jordliknande inre planeterna i solsystemet bevarades och Jupiter höll sig på sin kant. Planeten fick dock betala ett högt pris för denna balansakt. De andra planeternas graviationskrafter kastade ut den ur solsystemet!

Intressant studie det här, som dessutom bekräftas av andra liknande studier. Samtidigt ska man kanske tolka forskningsresultaten med viss skepsis. Det kommer ganska ofta rapporter om "den nionde planeten". Se t.ex artiklar i National Geographics, Time och Universetoday. Ofta handlar det om "dolda" planeter långt ut i solsystemet.

Den vulkaniskt aktiva Jupitermånen Io har utforskats

Jupiters måne Io är känd för framförallt en sak: Den är solsystemets i särklass mest vulkaniskt aktiva himlakropp. Io har hundratals aktiva vulkaner och är stundtals ett inferno av våldsamma vulkanutbrott. Forskarna tror att den kraftiga gravitationella påverkan från Jupiter är grundorsaken till att Io är så orolig. Av de fyra galileiska månarna så är Io den som kretsar närmast Jupiter.

Det är dock fortfarande mycket som är okänt om vulkanismen på Io. En grupp forskare har därför studerat denna måne lite mer ingående med hjälp av jordbaserade teleskop men har också tittat på de data som rymdsonderna Voyager och Galileo har samlat in. Resultat av forskningen presenterades på planetkonferensen i Reno, USA i veckan som gått.

De båda Voyagersonderna passerade Jupiter och dess månar 1979. Det var första gången som Io:s vulkanism observerades mer detaljerat. Galileosonden studerade under närmare åtta års tid, mellan 1995 och 2003, Jupitersystemet och tog en rad fina bilder av bl a Io. På bilderna ser man en ganska slät månyta, med få tydliga kratrar, vilket skiljer sig från de flesta andra himlakroppar. Ständiga lavaströmmar bidrar till att släta ut ytan på Io.

Rymdsonden Galileos bild av Io från 1999 (Bildkälla: NASA)

Io, som är en av solsystemets största månar,med en diameter på över 3.600 kilometer, upptäcktes av Galileo Galilei år 1610. Io, liksom de tre andra galileiska månarna Europa, Ganymedes och Callisto, kan faktiskt ses med en hyfsat bra kikare som små ljusprickar vid sidan av Jupiter. Rymdsonden Galileo, som kretsade 34 varv runt Jupiter och hann studera Io ganska ingående, observerade en mycket kraftig vulkanisk aktivitet på Io, som ständigt omformar månens yta. Observationerna visade också att vulkanutbrotten är långlivade och så kraftiga att rökmoln från vulkaner kan nå drygt 200 kilometers höjd från månytan. Utbrotten på Io skiljer sig från vulkanutbrotten på jorden och liknar mer gejsereruptioner. De lavaströmmar som utbrotten åstadkommer är avsevärt mer omfattande än de på jorden. Forskarna tror att de kan likna vulkanutbrotten som förekom på jorden för mer 3 miljarder år sedan. Rymdsonden Galileos mätningar av Jupiters magnetfält visade att Io påverkas av mycket kraftig elektrisk ström. Rymdsondens undersökningar visade också att Io eventuellt genererar ett eget magnetfält. Observationerna antyder att månen har en stor järnkärna.

Forskare vid NASA:s SETI Institute, under ledning av Frank Marchis, har med hjälp av flera av världens mest kraftfulla teleskop teleskop studerat Io:s vulkanutbrott. Det visar sig att enskilda utbrott kan vara i mer än ett år. Vulkaner har återkommande utbrott som tyder på att deras magmakammare successivt fylls på tills det smäller igen. De två, tre senaste åren har det dock inte varit några riktigt kraftiga utbrott. Orsaken till det vet man inte. Överhuvudtaget saknar vi fortfarande kunskaper om de processer som förorsakar alla dessa utbrott på Io. Möjligen kan rymdsonderna Juno och JUICE så småningom ge mer kunskap om det hela.

Bilden nedan visar observationer av ett flertal nya, ljusstarka vulkanutbrott.

(Bildkälla: F. Marchis)

 

Ibland är det en tunn skiljelinje mellan vetenskap och konst!

Vetenskap kan vara vackert! Ibland är skiljelinjen mellan vetenskap och konst väldigt tunn. Kolla bara på den här vackra NASA-videon på solen! Det är rymdsonden SDO som skapat denna "art video". Nästan poetiskt vackert!

(Källa: NASA)