Astronomowie zidentyfikowali nową klasę planet pozasłonecznych, na których może istnieć życie
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Badania próbek asteroidy Bennu dostarczonych na Ziemię przez misję OSIRIS-REx wykazały, że znajdują się tam molekuły, które na Ziemi są niezbędnymi składnikami do powstania życia. Znaleziono też ślady świadczące o obecności słonej wody. Mogła ona być miejscem, w którym dochodziło do interakcji i łączenia się tych molekuł.
NASA zastrzega, że odkrycie nie jest równoznaczne z odkryciem życia na asteroidzie. Sugeruje ono jednak, że we wczesnym Układzie Słonecznym powszechnie istniały warunki niezbędne do powstania życia, a to zwiększa prawdopodobieństwo znalezienia go na innych ciałach niebieskich.
Na łamach Nature i Nature Astronomy ukazały się dwa artykuły, w których naukowcy z NASA i innych instytucji – zarówno z USA, jak i Niemiec, Japonii, Francji, Wielkiej Brytanii czy Australii – omawiają wyniki swoich badań.
W Nature Astronomy zespół prowadzony przez Daniela P. Glavina z NASA informuje, że na asteroidzie zidentyfikowano 14 z 20 podstawowych (kanonicznych) aminokwasów białkowych, z których powstają białkna na Ziemi oraz wszystkie pięć podstawowych zasad azotowych nukleotydów, które ziemskie organizmy żywe wykorzystują do przechowywania i przekazywania informacji genetycznej. Odnotowano też bardzo wysoki poziom amoniaku. Jest on bardzo ważny z punktu widzenia biologii, gdyż reaguje z formaldehydem – również znalezionym w próbkach z Bennu – i w odpowiednich warunkach tworzy bardziej złożone molekuły, jak aminokwasy.
Wszystkie elementy niezbędne do powstania życia, które znaleziono na Bennu, zidentyfikowano już wcześniej na innych skałach pochodzenia kosmicznego. Tym razem jednak mamy dziewicze próbki pobrane w przestrzeni kosmicznej, co wspiera hipotezę mówiącą, że obiekty, które powstały z dala od Słońca, mogły być waźnym źródłem rozprzestrzeniania się życiodajnych molekuł po Układzie Słonecznym.
Glavin i jego koledzy szukali molekuł niezbędnych do powstania życia. Tymczasem Tim J. McCoy, kurator zbiorów meteorytów z Narodowego Muzeum Historii Naturalnej, szukał na Bennu informacji o środowisku, w jakim molekuły te powstały. Wraz z zespołem informuje na łamach Nature o znalezieniu 11 minerałów, które powstają, gdy zawierające sole woda odparowuje przez długi czas, pozostawiając po sobie kryształy soli. Podobne co na Bennu solanki prawdopodobnie istnieją na planecie karłowatej Ceres oraz księżycu Saturna, Enceladusie.
Naukowcy już wcześniej wykrywali na znalezionych na Ziemi meteorytach różne produkty takiego odparowywania, jednak dotychczas nie mieli okazji badać ostatecznych produktów takiego odparowywania trwającego przez tysiące lub więcej lat. Na Bennu znaleziono też kilka minerałów, w tym sodę naturalną, tzw. tronę, których nigdy wcześniej nie zaobserwowano na próbkach pochodzących spoza Ziemi.
Badania dostarczają wielu nowych informacji, ale pozostawiają bez odpowiedzi liczne pytania. Niemal wszystkie aminokwasy są chiralne, a więc występują w dwóch wariantach, będących swoim lustrzanym odbiciem. Organizmy żywe na Ziemi wykorzystują wyłącznie konformację L- (są lewostronne). Tymczasem na Bennu występowały one w postaci mieszaniny racemicznej, czyli zawierającej równe ilości obu wariantów. To najprawdopodobniej oznacza, że na wczesnej Ziemi aminokwasy również występowały w postaci takich mieszanin. Zatem wciąż jest tajemniczą, dlaczego życie wybrało lewo-, a nie prawostronność.
Misja OSIRIS-REx została wystrzelona w 2016 roku. W 2020 informowaliśmy, że padła ofiarą własnego sukcesu i pobrała tak dużo próbek, iż pojemnik się nie zamyka, więc NASA musi znaleźć awaryjne rozwiązanie problemu. Próbki trafiły na Ziemię w 2023 roku. W międzyczasie zaś, gdy było wiadomo, że misja OSIRIS-REx z powodzeniem pobrała próbki z Bennu i gdy rozpoczął się powrót pojazdu, specjaliści zaczęli zastanawiać się, co dalej. Plan misji zakładał bowiem od początku, że OSIRIS-REx po uwolnieniu pojemnika z próbkami odleci w kierunku zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego. Naukowcy chcieli więc wykorzystać sprawny, posiadający paliwo pojazd. Tym bardziej, że został on zaprojektowany nie do przelotu obok wybranego celu, a do zadań związanych z bliskim spotkaniem i prowadzeniem badań. W końcu zdecydowano, że pojazd poleci do 400-metrowej asteroidy Apophis. Tej samej, która w 2029 roku zbliży się do Ziemi na odległość mniejszą niż satelity na orbicie geosynchronicznej.
Przemianowana na OSIRIS-APEX misja będzie przez 18 miesięcy towarzyszyła asteroidzie. Co prawda nie pobierze żadnych próbek, ale wykona manewr polegający na podleceniu bardzo blisko i uruchomienie silników, wskutek czego być może uda się odsłonić część tego, co znajduje się pod jej powierzchnią. Naukowcy chcą się dowiedzieć, jaki będzie wpływ fizyczny przyciągania ziemskiego na asteroidę, mają też nadzieję poznać jej skład.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Utrata lodu morskiego w Antarktyce prowadzi do większego wydzielania ciepła z oceanu do atmosfery oraz do zwiększonej liczby burz, donoszą naukowcy z British Antarctic Survey. Autorzy badań, którymi kierowali uczeni z brytyjskiego Narodowego Centrum Oceanografii (NOC), skupili się na zbadaniu skutków rekordowo małego zasięgu lodu pływającego w Antarktyce zimą 2023 roku.
Badania warstwy atmosfery znajdującej się bezpośrednio nad powierzchnią oceanu pokazały, że po utracie lodu ocean oddaje do atmosfery dwukrotnie więcej ciepła niż wcześniej. Ma to znaczenie dla obu stron miejsca styku wód oceanicznych z atmosferą. Z jednej strony w atmosferze, szczególnie na wyższych szerokościach geograficznych Oceanu Południowego, pojawia się więcej burz – w niektórych miejscach jest ich nawet o 7 więcej w miesiącu – z drugiej zaś strony chłodniejsze wody powierzchniowe oceanu stają się gęstsze niż wcześniej. Autorzy badań ostrzegają, że może mieć to nieznane obecnie konsekwencje dla głębokich prądów oceanicznych. Gęste wody z powierzchni mogą się zanurzać i zaburzać te prądy.
Miejsca, w których pojawiają się te nowe gęste wody powierzchniowe znajdują się dość daleko od tych miejsc szelfu w Antarktyce, gdzie tworzą są najgęstsze i najgłębsze prądy oceaniczne. Jednak ochładzanie się i spowodowane tym zanurzanie wód z regionów wcześniej pokrytych przez lód może doprowadzić do wynurzenia się ciepłych wód, które były dotychczas utrzymywane z dala od lodu i spowodować w przyszłości przyspieszone topnienie lodu. Pilnie potrzebujemy nowych analiz tego zjawiska i sprzężenia zwrotnego, by zrozumieć, jak masowa utrata lodu w 2023 roku i w roku bieżącym, wpłyną na cyrkulację wody w Oceanie Południowym. To kluczowe zagadnienie do zrozumienia mechanizmu pochłaniania ciepła i węgla przez ocean oraz roztapiania lodów Antarktyki, mówi współautor badań, doktor Andrew Meijers.
Profesor Simon Josey z NOC dodaje, że jest jeszcze zbyt wcześnie, by przesądzać, czy rok 2023 i jego rekordowo niski poziom lodu morskiego oznacza fundamentalną zmianę w ilości antarktycznego lodu morskiego. Jednak nasze badania pokazują, że jeśli w przyszłości dojdzie do równie silnych zmian, to należy spodziewać się ekstremalnych zjawisk.
Powinniśmy więcej uwagi przywiązywać do badań związku pomiędzy utratą lodu pływającego na Antarktyce, utratą ciepła przez oceany i zmianami pogodowymi. Skutki tych zjawisk mogą być bowiem odczuwane daleko poza Antarktyką.
Autorzy badań obawiają się, że jeśli do tak dużej utraty lodu będzie dochodziło w kolejnych latach, zmiany będą coraz bardziej dramatyczne i może to przyspieszyć utratę lodu w Antarktyce.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Io, księżyc Jowisza, to najbardziej aktywne pod względem wulkanicznym ciało Układu Słonecznego. Jest on rozmiarów mniej więcej ziemskiego Księżyca, a istnieje na nim około 400 aktywnych wulkanów. Księżyc został odkryty przez Galileusza 8 stycznia 1610 roku, jednak na odkrycie wulkanów trzeba było czekać do 1979 roku. Pierwszy dowód na aktywność wulkaniczną zauważyła Linda Morabito na zdjęciach przesłanych przez sondę Voyager 1.
Od czasu odkrycia Morabito specjaliści zastanawiali się, w jaki sposób lawa zasila wulkany. Czy płytko pod powierzchnią znajduje się ocean lawy, czy też źródła są bardziej zlokalizowane. Wiedzieliśmy, że dane z dwóch bardzo bliskich przelotów sondy Juno powinny pozwolić na bliższe przyjrzenie się temu zagadnieniu, mówi Scott Bolton z Southwest Research Institute w San Antonio.
W grudniu 2023 i lutym 2024 sonda Juno przeleciała w odległości zaledwie 1500 kilometrów od powierzchni Io. Za pomocą radaru dopplerowskiego działającego w dwóch zakresach, zebrała bardzo szczegółowe dane na temat grawitacji księżyca. W ten sposób udało się zebrać bardziej szczegółowe informacje na temat występującego na Io grzania pływowego.
Io znajduje się bardzo blisko gigantycznego Jowisza. Obiegając planetę, doświadcza zmian jej pola grawitacyjnego, które powodują, że księżyc jest bez przerwy ściskany i rozciągany. To zaś wywołuje ciągłe tarcie, roztapiające fragmenty wnętrza księżyca. Wiedzieliśmy, że jeśli pod powierzchnią istnieje ocean magmy, sygnatura grzania pływowego będzie znacznie większa, niż w przypadku bardziej sztywnej struktury wewnętrznej. Zatem, w zależności od danych zebranych przez Juno z pola grawitacyjnego Io, powinniśmy wiedzieć, czy pod powierzchnią księżyca znajduje się ocean, wyjaśnia Bolton.
Naukowcy porównali dane z Juno z dwoma wcześniejszymi przelotami wykonanymi przez inne misje i stwierdzili, że Io nie posiada oceanu magmy. Z tego wynika, że każdy wulkan Io jest prawdopodobnie zasilany z własnej komory magmowej.
Odkrycie, że grzanie pływowe nie musi prowadzić do powstania magmowego oceanu spowodowało, że musieliśmy przemyśleć wewnętrzną strukturę Io. Ma to też znaczenie dla naszego rozumienia innych księżyców, jak Enceladus i Europa, a nawet dla planet pozasłonecznych, dodaje Ryan Park z Solad System Dynamics Group w Jet Propulsion Laboratory.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Oceany pochłaniają około 26% dwutlenku węgla emitowanego przez człowieka. Są więc niezwykle ważnym czynnikiem zmniejszającym nasz negatywny wpływ na atmosferę. Większość tego węgla – około 70% – wykorzystuje fitoplankton i inne organizmy żywe. Gdy one giną, resztki ich ciał opadają w postaci przypominającej płatki śniegu. Ten zawierający węgiel „śnieg” zalega na dnie, jest przykrywany osadami i pozostaje bezpiecznie zamknięty na bardzo długi czas, nie trafiając z powrotem do atmosfery. Jednak badania, których wyniki ukazały się właśnie na łamach Science wskazują, że proces ten nie wygląda tak prosto, jak byśmy chcieli.
Grupa naukowców z Uniwersytetu Stanforda, Woods Hole Oceanographic Institution oraz Rutgers University zbudowała specjalny mikroskop, potocznie nazwany Gravity Machine, który pozwala badać mikroorganizmy i inne niewielkie elementy występujące w kolumnie wody o dowolnej długości. Okazało się, że „morski śnieg” nie opada na dno tak szybko, jak sądziła nauka. Mikroskop pozwolił na symulowanie zachowania „śniegu” w środowisku naturalnym i okazało się, że „płatki śniegu” ciągną za sobą śluzowe warkocze, która spowalniają ich opadanie. Czasem warkocze te całkowicie uniemożliwiają opadnięcie i „śnieg” pozostaje zawieszony w górnych częściach kolumny wody. Żyjące tam organizmy mogą go pochłaniać i w procesie oddychania wydalić do wody znajdujący się tam węgiel, a to z kolei zmniejsza tempo pochłaniania przez ocean CO2 z atmosfery.
Mikroskop, za pomocą którego prowadzono badania, wykorzystuje koło o średnicy kilkunastu centymetrów. Do koła naukowcy wlewali wodę pobraną w oceanie na różnych głębokościach. Koło się obracało, a obecne w wodzie mikroorganizmy mogły swobodnie opadać pod wpływem grawitacji. Dzięki ruchowi obrotowemu koła, mikroorganizmy mogły bez końca opadać, w ten sposób możliwe jest symulowanie opadania na dowolną odległość. Temperatura, oświetlenie i ciśnienie wewnątrz koła dobiera jest odpowiednio do symulowanej głębokości, na której „znajduje się” badana próbka. Jednocześnie to, co dzieje się w próbce jest bez przerwy monitorowane za pomocą mikroskopu.
Dzięki takiej konstrukcji instrumentu badawczego zauważono, że poszczególne „płatki śniegu” tworzą, niewidoczną goły okiem, śluzowatą strukturę ciągnącą się na podobieństwo warkocza komety. Odkrycia warkocza dokonano, gdy do próbki dodano niewielkie mikrokoraliki, by zbadać, jak będą one przepływały wokół „płatków”. Zauważyliśmy, że koraliki utknęły w czymś niewidzialnym, co ciągnęło się za płatkami, mówi jeden z badaczy. Bliższe badania pokazały, że ten śluzowaty warkocz dwukrotnie wydłuża czas pobytu „płatków” w górnych 100 metrach kolumny wody.
Odkrycie pokazuje, że proces pochłaniania węgla przez oceany jest bardziej złożony niż sądziliśmy. Jest jednak mało prawdopodobne, by oznaczało ono, że oceany pochłaniają mniej węgla, niż sądzimy. Ilość tego węgla została bowiem określona metodami empirycznymi, więc wpływ warkocza został - choć nieświadomie - uwzględniony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy zaobserwowano, w czasie rzeczywistym i skali molekularnej, jak powstaje woda. Naukowcy z Northwestern University zarejestrowali łączenie się atomów wodoru i tlenu. Obserwacji dokonano w ramach badań, w czasie których uczeni chcieli zrozumieć działanie palladu jako katalizatora reakcji prowadzącej do powstawania wody.
Uzyskanie wody za mocą palladu nie wymaga ekstremalnych warunków, zatem może być wykorzystane w praktyce do pozyskania wody tam, gdzie jest trudno dostępna. Na przykład na innych planetach. Przypomnijmy sobie Marka Watneya, granego przez Matta Damona w „Marsjaninie”. Spalał paliwo rakietowe, by uzyskać wodór, a następnie dodawał do niego tlen. Nasz proces jest bardzo podobny, ale nie potrzebujemy ognia i innych ekstremalnych warunków. Po prostu zmieszaliśmy pallad i gazy, mówi jeden z autorów badań, profesor Vinayak Dravid.
O tym, że pallad może być katalizatorem do generowania wody, wiadomo od ponad 100 lat. To znane zjawisko, ale nigdy go w pełni nie rozumieliśmy, wyjaśnia doktorant Yukun Liu, główny autor badań. Młody uczony dodaje, że do zrozumienia tego procesu konieczne było połączenie analizy struktury w skali atomowej oraz bezpośredniej wizualizacji. Wizualizowanie całego procesu było zaś niemożliwe.
Jednak w styczniu 2024 roku na łamach Science Advances profesor Dravid opisał nowatorką metodę analizowania molekuł gazu w czasie rzeczywistym. Uczony wraz z zespołem stworzyli ultracienką membranę ze szkła, która więzi molekuły gazu w reaktorach o strukturze plastra miodu. Uwięzione atomy można obserwować za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego w próżni wysokiej.
Za pomocą nowej metody uczeni zaobserwowali, jak atomy wodoru wnikają do próbki palladu, rozszerzając jej sieć atomową. Po chwili – ku zaskoczeniu uczonych – na powierzchni palladu pojawiły się krople wody. Myślę, że to najmniejsze kiedykolwiek zaobserwowane krople. Tego się nie spodziewaliśmy. Na szczęście nagraliśmy to i możemy udowodnić, że nie oszaleliśmy, cieszy się Liu.
Po potwierdzeniu, że pojawiła się woda, naukowcy zaczęli szukać sposobu na przyspieszenie reakcji. Zauważyli, że najszybciej zachodzi ona, gdy najpierw doda się wodór, później tlen. Atomy wodoru wciskają się między atomy palladu, rozszerzając próbkę. Gdy do całości zostaje dodany tlen, wodór opuszcza pallad, by połączyć się z tlenem, a próbka kurczy się do wcześniejszych rozmiarów.
Badania prowadzone były w nanoskali, ale wykorzystanie większych kawałków palladu pozwoliłoby na uzyskanie większej ilości wody. Autorzy badań wyobrażają sobie, że w przyszłości astronauci mogliby zabierać ze sobą pallad wypełniony wodorem. Gdy będą potrzebowali wody, dodadzą tlen. Pallad jest drogi, ale nasza metoda go nie zużywa. Jedyne, co jest tutaj zużywane, to gaz. A wodór to najpowszechniej występujący gaz we wszechświecie. Po reakcji pallad można wykorzystywać ponownie, mówi Liu.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.