tisdag 15 januari 2013

En superjord i den beboeliga zonen och planeter i resonans

Exoplanetforskningen är verkligen het, vilket jag konstaterat ett antal gånger här i bloggen. Det publiceras flera forskningsrapporter varje dag i ämnet på Arxiv.org. Idag kunde man läsa två intressanta rapporter. En handlar om det Europeiska Sydobservatoriets (ESO) upptäckt av 5 nya planeter. Bland fynden finns en s.k superjord och en Neptunusstor planet inom den beboeliga zonen. En annan rapport handlar om planeters banresonans.

Med hjälp av den s.k HARPS-spektrometern på ESO:s 3,6-metersteleskop i La Silla, Chile, har man under närmare 10 års tid studerat ca 850 solliknande stjärnor i vår närhet och upptäckt mer än 150 exoplaneter! Det är faktiskt bättre än t o m Keplerteleskopet (vars utforskning dock lett till att andra observatorier hittar exoplaneter. Kepler har dessutom upptäckt hela 2.740 planetkandidater så här långt). Idag rapporterar man från ESO om upptäckten av ytterligare 5 planeter kring tre av stjärnorna (se forskningsrapport i Arxiv.org).


Den imponerande samlingen teleskop vid La Silla-observatoriet i Chile (Bildkälla: ESO)

Planeterna är alla större än jorden och beräknas ha massor på mellan 0,6 och 7 gånger Neptunus massa. En av planeterna BD 061339c finns mitt i den beboeliga zonen kring stjärnan. Planeten är dock inte särskilt beboelig eftersom den med största sannolikhet är en gasplanet. Kring samma stjärna kretsar också en lite mindre planet, en s.k superjord. Den är dock alltför het för att kunna hysa liv. Kring stjärnan HD 109271 har två planeter upptäckts som tycks vara i s.k banresonans med varandra (relationen 1:4, se mer nedan om vad det innebär).

I en annan forskningsstudie,som också presenteras i Arxiv.org idag, har forskare studerat det här med exoplaneters banresonans, dvs när flera planeter påverkar varandra på ett regelbundet periodiskt sätt under kretsloppet kring en stjärna. Exempel på banresonans är när en planet har dubbelt så lång omloppstid kring en stjärna som en annan planet. I vårt solsystem har vi några sådana exempel på banresonans. Jupiters tre månar Ganymedes, Europa och Io har ett 4:2:1-förhållande vad gäller omloppstid. Ganymedes tar dubbelt så lång tid på sig att göra ett varv runt Jupiter som Europa, som i sin tur tar dubbelt så lång tid på sig som Io. Vi har också en 2:3-resonans mellan planeten Neptunus och dvärgplaneten Pluto och banresonans mellan några av Saturnus månar. När tre eller fler himlakroppar har omloppstider som är heltalsmultipler av varandra uppstår en s.k Laplaceresonans, namngiven efter den franske 1700-talsmatematikern och astronomen Pierre Simon de Laplace.


Exempel på banresonans (Bildkälla: Wikipedia)


I forskningsstudien har forskarna tittat på några av de multiplanetsystem som Keplerteleskopet upptäckt och konstaterat att det tycks finnas tecken på Laplaceresonans, särskilt i planetsystem som har ett flertal planeter som kretsar nära stjärnan. Planetsystemet Kepler-9, Kepler-18 och Kepler-30 kan ha planeter i resonans.

En resonans mellan planeterna kan vara stabiliserande för planetsystemet. Man konstaterar också att det är svårt att med de data som idag finns tillgängliga helt säkert uttala sig om banresonans i multiplanetsystem. Det behövs fortsatta studier av de planetsystem man hittills upptäckt, med fler planetpassager framför stjärnorna innan man med säkerhet kan fastställa olika planeters omloppstider. Som tur är så ska Keplerteleskopet fortsätta med sina observationer i några år till.

Det är intressant att himlakroppar tycks hamna i resonans med varandra. Man kan ju tro att planeter som kretsar nära en stjärna kan påverka varandra ganska kraftigt gravitationellt när flera av dem ligger i linje med stjärnan. Särskilt om det rör sig om stora planeter.

måndag 14 januari 2013

Bemannade rymdfärder i kommersiella företags regi om ett par år

Det amerikanska rymdföretaget SpaceX meddelade förra veckan att man planerar att genomföra en "testflygning" i rymden med astronauter 2015. Även företaget Boeing planerar för bemannade rymdfärder och tror sig kunna genomföra de första 2016. SpaceX astronauter finns inte på NASA:s lönelista utan ska vara anställda hos SpaceX. En ny era i rymdhistorien är snart här. UniverseToday beskriver planerna utförligt på sin websida.

Sedan rymdfärjorna lades i malpåse 2011 har NASA satsat ganska mycket stimulanspengar på ett antal kommersiella företag i rymdbranschen. Det har också resulterat i snabba framsteg, vilket manifesterades under 2012 när SpaceX genomförde två lyckade obemannade rymdfärder till den Internationella rymdstationen (ISS). Flera andra företag har också kommit ur startgroparna och vill vara med i rymdracet. De främsta av dessa är just nu, förutom SpaceX, Boeing samt Sierra Nevada Corp. Alla företagen har som mål att kunna erbjuda tillförlitliga lösningar avseende rymdtransporter till ISS och uppskjutning av satelliter etc. NASA har i en första fas, t o m mars 2014, satsat 1,1 miljarder dollar på kommersiell rymdfart. Mer pengar anslås sannolikt för kommande år, allt för att slippa vara beroende av ryska raketer för uppskjutning mot rymdstationen. Varje astronautbiljett till ISS kostar nämligen  idag över 60 miljoner dollar! Det är finfina intäkter för den ryska rymdmyndigheten och förmodligen sura utgifter för NASA!

De tre företagen har alla konstruerat rymdskepp som kan ta upp till 7 astronauter till ISS. SpaceX Dragon, Boeing CST-100 och Sierra Nevada Dream Chaser är alla av en helt annorlunda konstruktion än de rymdfarkoster som hittills använts för den här typen av uppdrag.

Om vi börjar med SpaceX Dragon så är det en konformad  kapsel där astronautena tycks sitta ganska trångt.


(Bildkälla: SpaceX)

Boeing CST-100 är en liknande konstruktion. Bilden nedan ger intryck av att rymdfärder framöver är bekväma små utflykter i kortärmat och jeans!


(Bildkälla: Boeing)

Sierra Nevadas Dream Chaser har, förutom ett fräckt namn, den kanske mest futuristiska designen av de tre. Den ser ut som ett rymdskepp hämtad från en serietidning!


(Bildkälla: Sierra Nevada Corp.)

Just nu leder SpaceX detta race i och med att man redan lyckats genomföra flygningar till ISS. De andra två företagen är dock på gång så vi får väl se vilket, eller vilka, företag som blir NASA:s transportföretag framöver.

söndag 13 januari 2013

Statusuppdatering exoplaneter


Jag har gjort en statusuppdatering vad gäller utforskningen av exoplaneter i fliken Exoplaneter. Där finns "allt" om exoplaneter beskrivet. Här kommer ett litet utdrag av texten.

Per den 13 januari 2012 (källa: Exoplanet.eu) har 854 exoplaneter upptäckts varav 498 med hjälp av radialhastighetsmetoden och astrometri, 291 med hjälp av transitmetoden, 16 med hjälp av gravitationslinsmetoden, 32 via direkt upptäckt och 17 med hjälp av pulsartiming och annan timing (Många av exoplaneterna har efter upptäckt dessutom bekräftats med hjälp av någon av de andra metoderna).

Av exoplaneterna som upptäckts med radialhastighetsmetoden/astrometri har samtliga en större massa än jordens.Flertalet av dessa planeter har omloppstider runt sina stjärnor på under 1 år. Det finns dock en en hel del exoplaneter med långa omloppstider; den längsta är 38 år. Många av planeterna är Jupiterstora och kretsar kring sina respektive stjärnor på endast några miljoner kilometers avstånd och gör ett varv på några få dygn!

Av exoplaneterna som upptäckts med transitmetoden har alla utom en (Kepler 42d) en massa som är (eller åtminstone har beräknats vara) större än jordens. Samtliga exoplaneter som upptäckts med transitmetoden har en omloppstid runt sin stjärna på under ett år. Den längsta omloppstiden är noterad för Kepler 47(AB) c med 303 dygn. I denna grupp finns ett tiotal planeter med omloppstider på under 1 dygn!

Av planeterna som upptäckts med övriga metoder har de flesta som upptäckts med gravitationslinsmetoden långa omloppstider (ca 10 år), alla som upptäckts via direkt upptäckt hög massa (utom två nyupptäckta planeter som har relativt låg massa) och alla som upptäckts med pulsartiming m.m relativt hög massa (nästan alla > än Jupiters massa).

Bilden nedan visar temperatur och storlek på exoplaneterna (klicka på bilden för att förstora den).


(Källa: Planetary Habitability Laboratory)

Vita dvärgar avslöjar planeters sammansättning

När stjärnor som vår sol blir gamla och börjar sjunga på sista versen expanderar de kraftigt och blir röda jättar. I den processen tar stjärnan kål på alla planeter, månar, asteroider m.m som kretsar nära stjärnan. I vårt solsystem innebär detta slutet för Merkurius och Venus. Även jorden och Mars påverkas mycket kraftigt av den solvind som drabbar dem. New Scientist rapporterar att forskare vid University of California (UCLA) studerat ett antal vita dvärgar och upptäckt "onormalt" mycket tyngre grundämnen i atmosfären. Det är helt enkelt rester av de jordliknande planeter som stjärnan tagit kål på.


(Bildkälla: NASA)


Flera vita dvärgar omges av stoftringar liknande Saturnus ringar (fast mycket större förstås). Genom att studera sammansättningen av ämnen i de vita dvärgarnas atmosfär kan man fastslå vilken ämnessammansättning planeterna hade innan de förtärdes av stjärnan. Det har visat sig att sammansättningen överensstämmer med jordens sammansättning, med ämnen såsom syre, magnesium, kisel och järn. Jordliknande planeter kring andra stjärnor tycks alltså vara ganska lika vår jord vad gäller uppbyggnad och sammansättning. Forskningsstudien visar att kunskap om förhållanden kring andra stjärnor kan erhållas med hjälp av lite oväntade metoder.

Forskningen visar också att de vita dvärgarna tycks fortsätta sluka materia från asteroider m.m trots att de är döende. Det kan vara överlevande planeter längre ut i planetsystemen som gravitationellt påverkar mindre objekt och skickar in dem mot de vita dvärgarna.

UCLA-studien presenterades vid förra veckans amerikanska astronomikonferens i Long Beach, Kalifornien.

lördag 12 januari 2013

Mer än 250 exoplanetkandidater som kan vara jordlika och beboeliga!

Jag skrev en artikel häromdagen om Keplerteleskopets senaste fynd; dels de 461 nya exoplanetkandidater som identifierats, dels de drygt 18.400 signaler teleskopet fångat upp och som kan indikera ytterligare exoplaneter (läs HÄR). På Planetary Habitability Laboratorys websida (PHL) har en analys av datamaterialet gjorts och man konstaterar att det kan gömma sig 262 jordliknande och beboeliga planeter bland alla dessa signaler!

Det krävs förstås ytterligare observationer innan dessa signaler ens platsar på listan över exoplanetkandidater och än mer observationer innan de kan bekräftas vara exoplaneter. Trots allt finns möjligheten att det rör sig om någon form av störning som gett upphov till de signaler som Keplerteleskopet fångat upp. Sannolikheten för att en stor andel av signalerna verkligen är exoplaneter är dock hög. 

Av de 18.400 signalerna uppfyller 15.847 de kriterier som PHLsatt upp. Det innebär att man noterat signalen minst tre gånger. Dessa "preliminära planetkandidater" har sedan klassificerats efter temperatur och storlek enligt nedan (klicka på bilden för att förstora den).


(Bildkälla: Planetary Habitability Laboratory)

Som synes tycks väldigt många av dessa objekt vara stora heta planeter, men mitt i bilden finns ett antal objekt som tycks vara jordstora eller lite större s.k superjordar och som dessutom tycks befinna sig i den beboeliga zonen kring sina respektive stjärnor. Det rör sig om totalt 262 objekt, varav 4 av objekten är planeter mindre än jorden, 23 ungefär som jorden och 235 är superjordar. Intressant! 

PHL tar fram något som heter "Earth Similarity Index" där jorden har index 1,0. En bedömning görs av hur lika exoplaneter är jorden utifrån en matematisk modell, som jag inte ska gå in på närmare här. Av de 854 exoplaneter som till dags dato upptäckts har endast 9 planeter indextal mellan 0,71 och 0,92. Som jämförelse kan nämnas att Mars har indextalet 0,66. PHL konstaterar att hela 24 av de 262 planetkandidaterna kan ha indextal kring 0,90. Med tanke på den väldigt preliminära exoplanetstatusen för de här objekten får man väl anta att PHL gjort en ganska grov bedömning. Men möjligheten finns ändå att något eller några av dessa objekt faktiskt är jordkopior!

Bilden nedan visar motsvarande klassificering för de 854 hittills upptäckta planeterna. Jämför man bilden med den ovan så inser man att de nya Keplerfynden kan innebära en kraftig utökning av antalet intressanta jordliknande planeter. Notera nollorna vad gäller mindre planeter och jordstora planeter i den beboeliga zonen. Endast 6 superjordar i den beboeliga zonen har upptäckts.

(Bildkälla: Planetary Habitability Laboratory)

Om man sedan kompletterar bilden med de 2.740 (godkända) exoplanetkandidater som Kepler identifierat så ökar antalet superjordar i den beboeliga zonen med 30 styck. Fortfarande inga små planeter.


(Bildkälla: Planetary Habitability Laboratory)

När kommer vi att hitta den första jordkopian? Bland alla dessa signaler som Keplerteleskopet fångat upp kan det finnas en jordstor planet som ligger exakt rätt i den beboeliga zonen och som dessutom kan konstateras ha en atmosfär. Fortsatt utforskning behövs. De fynd Keplerteleskopet gjort kommer att sysselsätta en stor mängd astronomer runt om i världen i åratal.


GRAIL-sondernas sista film innan kraschen på månen

Tre dagar innan de två månsonderna Ebb och Flow kraschades mot en bergssluttning på månen tog de en rad bilder som NASA nu sammanställt till en film. Filmen är tagen med kameror som är riktade både framåt och bakåt. Det intressanta med filmen är att den visar månytan från endast 10 kilometers höjd. Annars ser vi ofta bilder på månens yta som tagits av sonder som flyger på högre höjd. Många kratrar är det!


(Källa: NASA)

fredag 11 januari 2013

Flera kometer och asteroider passerar nära jorden

Asteroiden Apophis och kometen C/2012 K5
Häromdagen skrev jag en artikel om asteroiden Apophis som tycks missa jorden med en hårsmån både 2029 och 2036 (läs HÄR). Ett flertal andra asteroider och kometer passerar ganska tätt förbi jorden under året. Förhoppningsvis kommer vi att få se åtminstone en ljusstark komet på stjärnhimlen, ISON. Redan i början av januari i år passerade en komet, C/2012 K5 jorden och fångades på ett antal teleskopbilder av några amatörastronomer. Kolla in den här videon som skapats genom sammanfogning av dessa bilder:


(Källa: Youtube)

Kometen C/2011 L4 PANSTARRS
C/2012 K5 var bara en liten uppvärmning för det som komma skall. I mars passerar kometen C/2011 L4 PANSTARRS. Den kan tänkas bli synlig för blotta ögat på stjärnhimlen och enligt vissa (optimistiska) prognoser lika ljusstark som Venus! Kometer är dock ganska oförutsägbara vad gäller ljusstyrka och uppträdande i övrigt så vi får väl se hur det blir om knappa två månader. Kometen passerar jorden som närmast den 5 mars och närmast solen den 10 mars. Det är väl då som den förhoppningsvis ska lysa upp natthimlen med en lång kometsvans. Om det vill sig så kan kometen bli synlig i en dryg månad innan den åter försvinner för vår syn. Just denna komet kommer vi aldrig mer att se. Det tog sannolikt miljoner år för den att nå de inre delarna av solsystemet från Oorts kometmoln. Deborah Byrd på EarthSky rapporterar detaljerat om denna komet och andra intressanta kometer.

Kometen C/2012 S1 (ISON)
I slutet av 2013 kan vi förvänta oss en än mer spektakulär kometentré, kometen C/2012 S1 (ISON)! Den är en s.k "sungrazing comet", som kommer extremt nära solen. En del av dessa sungrazers kommer t o m så nära solen att de förstörs. Sedan finns ju de sungrazers som mirakulöst överlever en färd "genom solen", såsom kometen Lovejoy (läs mer HÄR). ISON kan i slutet av november i år bli lika ljusstark som fullmånen! Vilken grej hade inte det varit?! Dessutom kan den bli synlig på stjärnhimlen i mer än en månads tid. Kometen kommer att passera solen på endast 1,2 miljoner kilometers avstånd! Den riskerar därmed att brytas sönder i mindre delar.


Kometen ISON:s bana (Bildkälla: NASA)

Många Near Earth Objects!
Det passerar som bekant en rad asteroider var och varannan dag förbi jorden. De flesta passager sker på behörigt avstånd, dvs på några miljoner kilometers avstånd. Kolla bara in NASA:s lista över dessa "NEO Close Approaches". Populär Astronomi skrev för en månad sedan om asteroiden 2012 DA14  som den 15 februari passerar jorden på ett avstånd av 0,0002 astronomiska enheter. Det är bara 27.000 kilometer bort! Samma dag passerar för övrigt ytterligare tre asteroider jorden, men på några miljoner kilometers avstånd.

Det närmaste kvartalet passerar hela 80 asteroider jorden! Ingen kommer lyckligtvis att vara i närheten av att krocka med oss. Det ligger nog en hel del i det som Don Yeomans, ansvarig vid NASA:s Near Eart Object Program Office säger: "With new telescopes coming online, the upgrade of existing telescopes and the continued refinement of our orbital determination process, there’s never a dull moment working on near-Earth objects". NASA bevakar alla dessa nära-jorden-objekt. UniverseToday har skrivit en intressant artikel om Apophis och asteroidbevakning.

Om en asteroid upptäcks som har en kurs som gör att den riskerar att kollidera med jorden, finns många idéer på vad man borde göra för att undvika en kollision. Det är allt från att med hjälp av detonationer putta asteroiden så att den inte träffar oss till att skjuta paintball på den! Anders på bloggen Tyngdlöst skrev om den här paintball-idén för ett par månader sedan.

Rymdsondernas utforskning av kometer och asteroider
Kometer och asteroider blir också alltmer intressant att utforska lite närmare. Rymdsonden Dawn har ju under det senaste året utforskat den stora asteroiden Vesta in i minsta detalj. Därutöver har under årens lopp 16 andra mindre objekt utforskats, vilket illustreras av bilden nedan. Det är Emily Lakdawalla på Planetary Society Blog som gjort bilden och den publiceras här med hennes tillstånd.


(Montage by Emily Lakdawalla. Data from NASA / JPL / JHUAPL / UMD / JAXA / ESA / OSIRIS team / Russian Academy of Sciences / China National Space Agency. Processed by Emily Lakdawalla, Daniel Machacek, Ted Stryk, Gordan Ugarkovic)


Flera rymdsonder kommer också under de närmaste åren att studera asteroider:

  • ESA:s Rosetta är på väg för att studera kometen Churyumov-Gerasimenko 2014
  • Japanska Hayabusa 2 sänds 2014 mot asteroiden 1999 JU3
  • NASA:s OSIRIS-REx sänds 2016 mot asteroiden 1999 RQ36
  • ESA:s MarcoPolo-R sänds mot en asteroid (förmodligen asteroiden 1996 FG3) i början av 2020-talet.

Dessutom finns en del (vilda) planer på NASA att bogsera in en asteroid i en omloppsbana runt månen för att titta lite närmare på den (läs HÄR). Det diskuteras en hel del om att utvinna metaller m.m ur asteroider. Här nedan är en illustration av "gruvbrytning" på en asteroid. Asteroider och kometer verkar bli ett hett område att bevaka framöver!


(Bildkälla: NASA)