• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Tips om en vulkaniskt aktiv exomoon

    Konstnärs komposition av ett vulkaniskt exo-Io som genomgår extrem massförlust. Den dolda exomonen är omgiven av ett bestrålat gasmoln som lyser i ljust orange-gult, som skulle ses med ett natriumfilter. Fläckar av natriummoln ses följa månens omloppsbana, möjligen driven av gasjättens magnetosfär. Kredit:Universitetet i Bern, Illustration:Thibaut Roger

    En stenig extrasolär måne (exomoon) med bubblande lava kan kretsa runt en planet 550 ljusår från oss. Detta föreslås av ett internationellt team av forskare under ledning av universitetet i Bern på basis av teoretiska förutsägelser som matchar observationer. "Exo-Io" verkar vara en extrem version av Jupiters måne Io.

    Jupiters måne Io är den mest vulkaniskt aktiva kroppen i vårt solsystem. I dag, det finns indikationer på att en aktiv måne utanför vårt solsystem, en exo-Io, kan döljas vid exoplanetsystemet WASP-49b. "Det skulle vara en farlig vulkanisk värld med en smält yta av lava, en månversion av närliggande Super Earths som 55 Cancri-e" säger Apurva Oza, postdoktor vid Physics Institute vid University of Bern och associerad med NCCR PlanetS, "en plats dit Jedis går för att dö, farligt bekant för Anakin Skywalker." Men föremålet som Oza och hans kollegor beskriver i sitt arbete verkar vara ännu mer exotiskt än Star Wars science fiction:den möjliga exomoonen skulle kretsa kring en het jätteplanet, som i sin tur skulle tävla en gång runt sin värdstjärna på mindre än tre dagar – ett scenario 550 ljusår bort i den oansenliga konstellationen Lepus, under den ljusa stjärnbilden Orion.

    Natriumgas som indicier

    Astronomer har ännu inte upptäckt en stenig måne bortom vårt solsystem och det är på grundval av indicier som forskarna i Bern drar slutsatsen att exo-Io existerar:Natriumgas upptäcktes vid WASP 49-b på en anomalt hög höjd. "Den neutrala natriumgasen är så långt borta från planeten att det är osannolikt att den släpps ut enbart av en planetvind, " säger Oza. Observationer av Jupiter och Io i vårt solsystem, av det internationella laget, tillsammans med massförlustberäkningar visar att en exo-Io kan vara en mycket rimlig källa till natrium vid WASP 49-b. "Natriumet är precis där det ska vara", säger astrofysikern.

    Tidvatten håller systemet stabilt

    Redan 2006, Bob Johnson från University of Virginia och avlidne Patrick Huggins vid New York University, USA hade visat att stora mängder natrium på en exoplanet kunde peka på en dold måne eller ring av material, och för tio år sedan, forskare vid Virginia beräknade att ett så kompakt system av tre kroppar:stjärna, närliggande jätteplanet och måne, kan vara stabila över miljarder år. Apurva Oza var då student i Virginia, och efter sin Ph.D. på månsatmosfärer i Paris, beslutade att plocka upp dessa forskares teoretiska beräkningar. Han publicerar nu resultatet av sitt arbete tillsammans med Johnson och kollegor i Astrofysisk tidskrift .

    "De enorma tidvattenkrafterna i ett sådant system är nyckeln till allt, " förklarar astrofysikern. Energin som frigörs av tidvattnet till planeten och dess måne håller månens omloppsbana stabil, samtidigt värma upp den och göra den vulkaniskt aktiv. I sitt arbete, forskarna kunde visa att en liten stenig måne kan skjuta ut mer natrium och kalium i rymden genom denna extrema vulkanism än en stor gasplanet, speciellt på höga höjder. "Natrium- och kaliumlinjer är kvantskatter för oss astronomer eftersom de är extremt ljusa, säger Oza, "de vintage gatlyktor som lyser upp våra gator med gult dis är besläktad med gasen vi nu upptäcker i spektra av ett dussin exoplaneter."

    "Vi måste hitta fler ledtrådar"

    Forskarna jämförde sina beräkningar med dessa observationer och hittade fem kandidatsystem där en dold exomoon kan överleva mot destruktiv termisk avdunstning. För WASP 49-b kan observerade data bäst förklaras av förekomsten av en exo-Io. Dock, det finns andra alternativ. Till exempel, exoplaneten kan vara omgiven av en ring av joniserad gas, eller icke-termiska processer. "Vi måste hitta fler ledtrådar, " Oza medger. Forskarna förlitar sig därför på ytterligare observationer med markbaserade och rymdbaserade instrument.

    "Medan den nuvarande forskningsvågen går mot beboelighet och biosignaturer, vår signatur är en signatur av förstörelse, " säger astrofysikern. Några av dessa världar kan förstöras på några miljarder år på grund av den extrema massförlusten. "Det spännande är att vi kan övervaka dessa destruktiva processer i realtid, som fyrverkerier, säger Oza.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com