Astronomia

Quali possibili effetti della vita che si replica sull'atmosfera del gigante gassoso?

Quali possibili effetti della vita che si replica sull'atmosfera del gigante gassoso?

Se i batteri riuscissero ad arrivare e prosperare in qualche modo (se non già) su un gigante gassoso, l'atmosfera potrebbe espandersi o contrarsi di volume?

La materia vivente potrebbe potenzialmente indurre energia nel sistema dei pianeti per riscaldarlo?


Sì, ma probabilmente non di una quantità enorme. Ci sono due modi ovvi in ​​cui ciò potrebbe accadere:

Cambiamento diretto nella composizione atmosferica. Se il nostro microbo fa qualcosa come mangiare metano ed espellere idrocarburi a catena più lunga, alla fine cambierà l'atmosfera abbastanza da avere qualche effetto. (Se gli idrocarburi non si stessero già formando, probabilmente non sono stabili nelle condizioni locali, quindi verrà raggiunto un certo equilibrio, come l'atmosfera terrestre non è ossigeno al 100% nonostante centinaia di milioni di anni di fotosintesi.) Cambiamento nel bilancio termico solare. Il cambiamento nell'atmosfera probabilmente cambierà anche la quantità di effetto serra (in un modo o nell'altro) e gli effetti di secondo ordine o anche solo una quantità sufficiente di biomassa microbica possono cambiare l'albedo (di nuovo, in entrambi i casi). Sulla Terra, questi effetti possono combinarsi per cambiare la temperatura di decine di Kelvin, che sarebbe una differenza di qualche punto percentuale nel volume atmosferico.

In nessun caso la vita aggiunta cambierà la massa totale dell'atmosfera.


Un pianeta simile alla Terra sarebbe possibile attorno a un gigante gassoso?

Diversi film di fantascienza hanno mostrato giganti gassosi che ospitano la Terra come pianeti, della stessa dimensione e massa della Terra con campo magnetico, acqua liquida e atmosfera adatta. Entrambi dovrebbero orbitare intorno al giusto tipo di stella, entrambi nella zona di Riccioli d'oro e il pianeta di tipo Terra dovrebbe orbitare alla giusta distanza dal gigante gassoso.

Tutti questi parametri non sono molto più sofisticati di un semplice pianeta di tipo Terra in orbita attorno a una stella di tipo G?

#2 DSOGabe

Intendi dire che il pianeta simile alla Terra orbita attorno al gigante gassoso, come farebbe una luna? Se quei giganti gassosi avessero caratteristiche simili a quelle di Giove, dipenderebbe dalla distanza tra la luna e il pianeta. Più lontano dalle cinture magnetiche con la radiazione coinvolta e gli effetti geologici causati dal gigante gassoso, meglio è.

Inoltre, se il gigante ha diverse lune, è necessario tenere conto anche della distanza da quegli altri corpi. Non riesco a vedere come potrebbe esistere la vita su un corpo in cui il gigante gassoso occupa metà del cielo come su Pandora in "Avatar"

#3 russell23

Il problema è che non esiste davvero una "distanza adeguata" dal gigante gassoso. Il pianeta simile alla Terra sarà bloccato dalle maree, quindi il suo periodo orbitale sarà la lunghezza del suo giorno. Il che significa avere una lunghezza ragionevole del giorno in cui dovrà orbitare vicino così il problema dell'esposizione alle radiazioni sarà peggiorato.

Io orbita attorno a Giove in 42 ore e ha un'attività vulcanica che riemerge costantemente sulla luna a causa del riscaldamento delle maree.

È certamente un'idea intrigante, ma il blocco delle maree crea davvero sfide per l'abitabilità della superficie in molte circostanze.

#4 Viaggiatore 3

Come possiamo essere sicuri che sarà bloccato in base alle maree?

#5 russell23

Come possiamo essere sicuri che sarà bloccato in base alle maree?

Tutti i principali satelliti del Sistema Solare sono bloccati in base alle maree. È un risultato naturale dell'interazione di marea tra un primario e il suo secondario. Non so quanto tempo impieghi un satellite per raggiungere un blocco di marea, ma è relativamente veloce. Dipende dalla composizione del corpo, dalla massa dei corpi e dalla separazione orbitale. Anche i satelliti molto distanti che si trovano nel Sistema Solare sono bloccati dalle maree. Ad esempio, Giapeto orbita a 3,56 milioni di km da Saturno e tuttavia è in rotazione sincrona.

#6 Jeff B

La risposta breve è sì. Anche se è sincronizzato al primario, avrà comunque "giorni" in base al suo periodo orbitale attorno a quel primario.

#7 russell23

La risposta breve è sì. Anche se è sincronizzato al primario, avrà comunque "giorni" in base al suo periodo orbitale attorno a quel primario.

Quella lunghezza dei giorni sarà un problema significativo insieme a un sacco di altri problemi.

Poiché l'OP chiede di un pianeta simile alla Terra, stiamo parlando di atmosfera / oceani stabili a lungo termine. Il pianeta avrà bisogno di un forte campo magnetico per aiutare a mantenere l'atmosfera e proteggere la superficie dalle radiazioni ad alta energia associate al campo magnetico dei giganti gassosi.

Il pianeta dovrà essere abbastanza grande da mantenere la tettonica a zolle per miliardi di anni poiché è così che viene ricostituita l'atmosfera secondaria della Terra. Fortunatamente, gli scienziati hanno lavorato su questo e un pianeta con una massa di 0,3 masse terrestri dovrebbe essere abbastanza massiccio.

Ma poi c'è il problema della lunghezza del periodo orbitale poiché questo definisce la lunghezza del giorno dei pianeti. Più lungo è il periodo orbitale, più lungo è il tempo in cui il lato diurno viene cotto e il lato notturno è al buio. Non so quanto possa essere lungo un giorno, prima che la lunghezza del giorno (e della notte) diventi dannosa per un clima abitabile. Pensa alle temperature estreme che possiamo sperimentare a causa della notte/giorno. Ora allunga la giornata in modo significativo e gli sbalzi di temperatura devono peggiorare.

Per Io la durata del giorno è di 42 ore. Per Callisto la lunghezza del giorno è di 17 giorni. Per Giapeto la lunghezza del giorno è di 79 giorni.

Quindi il giorno di Io probabilmente è ragionevole, ma la luna è così vicina a Giove che le forze di marea lo rendono il corpo più vulcanicamente attivo del Sistema Solare e quindi sta costantemente rifacendo la superficie su una scala temporale che fa sembrare la Terra un mondo relativamente inattivo. Tenendo presente che l'attività vulcanica è anche ciò che mantiene l'atmosfera terrestre. Una luna nell'intervallo di massa della Terra con una geochimica simile alla Terra potrebbe potenzialmente lottare per evitare un effetto serra incontrollato dall'estesa attività vulcanica. Forse questo potrebbe essere risolto spostando il gigante gassoso più lontano dalla stella.

L'altro problema con l'orbita di Io è che lo avvicina alla radiazione ad alta energia del campo magnetico di Giove. Spostarlo ulteriormente riduce il problema ma aumenta il problema con la lunghezza del giorno.

Un altro potenziale problema è che se il pianeta è massa terrestre, è in grado di accumulare e trattenere un'atmosfera H/He primordiale dell'ordine dell'1% che sarebbe sufficiente per interferire con la geochimica del pianeta e rendere la luna inabitabile.

C'erano alcuni aspetti insoliti nella formazione del nostro Sistema Solare. Uno di questi è che i nuclei del pianeta terrestre non hanno raggiunto una massa sufficiente prima che il disco di gas si dissipasse per acquisire un enorme inviluppo H/He. Il disco di gas si è dissipato in 3-5 milioni di anni e la Terra era di circa 0,5-0,6 masse terrestri in quel momento. Nel prossimo

In 100 milioni di anni la Terra ha finito di accumulare planetesimi e ha raggiunto la sua massa finale. Ma nel momento in cui la Terra era abbastanza massiccia da accumulare H/He significativi, il gas era stato a lungo dissipato.

Non direi impossibile, ma una Terra abitabile come la luna attorno a un gigante gassoso è uno scenario improbabile che richiederebbe ancora più cose per andare bene di quanto sia successo con la Terra.


Giganti di gas nella zona abitabile

Poiché il cielo è pieno di sorprese, non possiamo permetterci di essere troppo dottrinari su quale potrebbe essere la scoperta di domani. Dopotutto, i "giove caldi" erano considerati estremamente improbabili da tutti tranne che da pochi, e anche qui nel Sistema Solare, sonde come le nostre Voyager hanno rivelato una cosa sorprendente dopo l'altra. ma chi pensava che li avremmo effettivamente visti nell'atto di eruttare? Quindi non penso che possiamo escludere l'idea di lune abitabili attorno a un gigante gassoso nella zona abitabile, ma ci sono ragioni per chiedersi quanto sarebbero numerose.

Abbiamo avuto questa discussione prima su Sogni Centauriuri, e anche se adoro l'idea di un enorme ‘Giove’ sospeso nel cielo di un pianeta verdeggiante e pieno di vita, ci sono alcuni fattori che discutono contro di essa, come ha sottolineato di recente il lettore FrankH. Un problema è che le lune attorno a un gigante gassoso saranno probabilmente costituite in gran parte da ghiaccio e roccia, perché il pianeta stesso si sarebbe formato oltre la linea delle nevi e sarebbe migrato nella zona abitabile. Una luna delle dimensioni di Marte si scioglierà e, data la sua bassa velocità di fuga, perderà gradualmente la sua atmosfera in queste regioni più calde.

Potremmo immaginare scenari di cattura mentre un gigante gassoso in migrazione si sposta nel caldo sistema interno, ma è difficile vederlo come un evento frequente. La domanda chiave per me sarebbe quali fattori governano in primo luogo la formazione di lune giganti gassose e qual è la probabilità di trovare lune molto più grandi di Marte? Il continuo lavoro exomoon di David Kipping ha suggerito che potremmo rilevare una luna di circa 0,2 masse terrestri con la tecnologia esistente, ma questa è molto più grande di Ganimede e non abbiamo analoghi nel nostro sistema solare.

Immagine: Rappresentazione artistica di una veduta del tramonto dalla prospettiva di una luna immaginaria simile alla Terra in orbita attorno al pianeta gigante, PH2 b. La scena è spettacolare, ma quanto è probabile che i giganti gassosi abbiano lune oltre le dimensioni di Marte? La risposta alla domanda attende ulteriori lavori nel rilevamento di exomoon. Credito: H. Giguere, M. Giguere/Yale University.

Quindi continuiamo la caccia e la speculazione. Tutto questo viene in mente a causa della scoperta di PH2 b-a, il secondo pianeta ad essere confermato dal progetto Planet Hunters. I volontari di Planet Hunters provengono da tutti i ceti sociali e usano i loro computer per analizzare i dati di pubblico dominio della missione Kepler. L'idea alla base del progetto era che gli esseri umani, con il loro dono unico di riconoscimento di schemi, potessero vedere le cose nelle curve di luce che gli algoritmi di Kepler avevano perso. Debra Fischer (Yale University), scienziato capo di Planet Hunters, sostiene l'idea, in particolare alla luce delle scoperte più recenti, che includono una serie di altri candidati:

“Stiamo assistendo all'emergere di una nuova era nel progetto Planet Hunters in cui i nostri volontari sembrano essere efficienti almeno quanto gli algoritmi informatici nel trovare pianeti in orbita a distanze di zona abitabile dalle stelle ospiti. Ora, la caccia non sta prendendo di mira solo un vecchio pianeta extrasolare – i volontari si stanno dirigendo verso mondi abitabili.”

La temperatura superficiale stimata su PH2 b-a è di 46 gradi Celsius, quindi siamo davvero nella zona abitabile ma senza alcuna prova di lune che circondano il gigante gassoso. Il lavoro con lo spettrografo HIRES e il sistema di ottica adattiva NIRC2 sui telescopi Keck su Mauna Kea ha confermato l'esistenza del pianeta, che era stato rilevato da volontari che esaminavano le curve di luce Kepler. In tutto, Planet Hunters identifica nel documento su questo lavoro 43 nuove scoperte, la maggior parte delle quali hanno periodi orbitali superiori a 100 giorni. I risultati aumentano il numero di candidati pianeti giganti gassosi con periodi orbitali superiori a 100 giorni e raggi tra Nettuno e Giove del trenta percento. Nove candidati sono membri di sistemi multi-pianeti. E nota questo:

Tra questi nuovi candidati, venti sembrano orbitare a distanze in cui la temperatura nella parte superiore dell'atmosfera sarebbe coerente con le temperature nelle zone abitabili. La maggior parte di questi candidati pianeta zona abitabile ha raggi paragonabili o maggiori di Nettuno, tuttavia, un candidato (KIC 4947556) ha un raggio di 2,60 ± 0,08 R e potrebbe essere una SuperEarth o un mini-Nettuno.

Indipendentemente dal fatto che esistano o meno le lune abitabili immaginate, questo è un lavoro eccezionale e un tributo al potere della "scienza dei cittadini" nell'identificare i candidati che la pipeline di rilevamento e convalida automatica di Kepler ha trascurato. Il documento sugli ultimi rilevamenti passa attraverso i precedenti candidati del progetto e il pianeta confermato PH1 b, un mondo interessante in un'orbita circumbinaria di 137 giorni attorno a un binario a eclisse in un sistema stellare quadruplo. Il documento aggiunge che i volontari di Planet Hunters sono più efficaci nel rilevare i candidati al transito con raggi maggiori di 4 raggi terrestri, mentre i mondi più piccoli vengono recuperati meglio attraverso algoritmi matematici.

Per ulteriori informazioni, vedere Ji Wang et al., "Cacciatori di pianeti. V. Un pianeta di dimensioni gioviane confermato nella zona abitabile e 42 pianeti candidati dai dati dell'archivio Kepler", presentato a Il Giornale Astrofisico (prestampa).

I commenti su questa voce sono chiusi.

Commento finale di Crioconservazione.
Sta per accadere il congelamento delle persone: questa introduzione spiega i due problemi che alla fine verranno risolti. Prima o poi spero.

criobiologia. Manoscritto dell'autore disponibile in PMC 2011 1 agosto.
Pubblicato in forma modificata finale come:
criobiologia. 61 agosto 2010 (1): 133–141.
Pubblicato online il 22 giugno 2010. doi: 10.1016/j.cryobiol.2010.06.007
PMCID: PMC2921571 NIHMSID: NIHMS216625

Formazione di ghiaccio intracellulare in monostrati confluenti di cellule staminali dentali umane e danni alla membrana membrane

Mariia Zhurova,1,2 Erik J. Woods,3,4 e Jason P. Acker1,2
Introduzione.
La crioconservazione è il processo di conservazione della vitalità di cellule e tessuti mediante congelamento e conservazione a temperature sotto lo zero al di sotto delle quali non si verificano reazioni biochimiche [20]. Durante il congelamento a temperature così basse le celle possono essere soggette a danni, definiti lesioni da congelamento. Ci sono due principali cause di lesioni da congelamento. Il primo avviene quando le celle vengono raffreddate lentamente. In questo caso, la formazione di cristalli di ghiaccio nello spazio extracellulare provoca l'efflusso osmotico di acqua dalla cellula. L'efflusso osmotico di acqua porta all'aumento della concentrazione di soluti intracellulari, causando un potenziale danno cellulare dovuto alla tossicità dei soluti. L'altra causa generale di lesioni da congelamento si verifica quando le cellule vengono raffreddate rapidamente. Durante il raffreddamento rapido non c'è abbastanza tempo perché l'acqua lasci la cellula, il che porta al superraffreddamento del citoplasma cellulare e alla formazione di cristalli di ghiaccio all'interno della cellula [18].

Tornando all'argomento delle esolune abitabili, Marte ha perso la sua atmosfera perché è troppo piccolo per avere un campo magnetico abbastanza forte da proteggere dalla radiazione solare, ma sembra che le esolune ghiacciate che si sono scongelate mentre il loro pianeta è entrato a spirale nella zona abitabile sarebbero state protette dal campo magnetico del pianeta ospite e potrebbe avere un'atmosfera.

Non avevo mai considerato che una luna di tipo Marte potesse essere protetta dal vento solare di un pianeta gioviano in cui la luna potrebbe essere in orbita.

E proprio così, un exomoon non ha necessariamente bisogno di un pesante nucleo di ferro per sostenere la vita. È come prendere 2 piccioni con una fava in un modo divertente. Sicuramente migliora le prospettive.

Anche se suppongo che sarebbe rovinato se l'intensità e la vicinanza delle radiazioni del gioviano fossero troppe per consentire alla vita di prendere piede.


Un possibile segno di vita proprio accanto alla Terra, su Venere

Le immagini utilizzate per creare questa vista di Venere sono state acquisite dall'astronave Mariner 10 il 7 e l'8 febbraio 1974. Decenni dopo che il Mariner 2 ha sorvolato il pianeta nel 1962, molto del pianeta rimane sconosciuto. NASA nascondi didascalia

Le immagini utilizzate per creare questa vista di Venere sono state acquisite dall'astronave Mariner 10 il 7 e l'8 febbraio 1974. Decenni dopo che il Mariner 2 ha sorvolato il pianeta nel 1962, molto del pianeta rimane sconosciuto.

Gli scienziati affermano di aver rilevato un gas nelle nuvole di Venere che, sulla Terra, è prodotto dalla vita microbica.

I ricercatori si sono scervellati cercando di capire perché questo gas tossico, la fosfina, è presente in tali quantità, ma non riescono a pensare a nessuna spiegazione geologica o chimica.

Il mistero solleva la sorprendente possibilità che Venere, il pianeta che si avvicina di più alla Terra mentre sfreccia intorno al sole, possa avere un qualche tipo di vita che fiorisce a più di 30 miglia tra le sue nuvole gialle e nebbiose.

Nulla potrebbe vivere su ciò che passa per terra su Venere, le sue lisce pianure vulcaniche sono un inferno rovente abbastanza caldo da sciogliere il piombo, dove le temperature superano gli 800 gradi Fahrenheit. In alto tra le nuvole, tuttavia, le pressioni, le temperature e i livelli di acidità sarebbero meno intensi, sebbene ancora vili.

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Le nuvole sono molto più acide di qualsiasi ambiente in cui i microbi si stabiliscono sulla Terra. E invece dell'acqua, le nuvole su Venere contengono goccioline di acido solforico concentrato, l'atmosfera è così priva di acqua che è molte volte più secca del deserto più arido della Terra.

Tutto sommato, sembra un posto improbabile per la vita. Tuttavia, il nuovo rapporto sulla rivista Astronomia della natura fa parlare astrobiologi e scienziati planetari. Due diversi telescopi, in due momenti diversi, hanno guardato Venere e hanno visto la firma chimica che è unica per la fosfina. Se questo gas è davvero lì, Venere ha qualche tipo di attività geologica o chimica in corso che nessuno capisce, oppure la vita aliena potrebbe vivere proprio accanto.

In molti modi, Venere è simile alla Terra. "Prima del suo drammatico effetto serra incontrollato, la superficie era abbastanza abitabile", afferma Clara Sousa-Silva del MIT, la quale spiega che esiste da tempo una teoria là fuori secondo cui Venere potrebbe essere stata abitata una volta e che la vita avrebbe potuto conservare un fortezza tra le nuvole. Anche Carl Sagan ha avuto questa idea negli anni '60.

Ecco perché era così incuriosita quando Jane Greaves dell'Università di Cardiff l'ha contattata. Greaves ha condiviso che lei e alcuni colleghi avevano recentemente trovato un'abbondanza stimata di 20 parti per miliardo di fosfina nelle nuvole di Venere. Sousa-Silva aveva studiato la fosfina come possibile biofirma che potrebbe indicare il potenziale per la vita presente sui pianeti che orbitano attorno a stelle lontane.

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A prima vista, la fosfina potrebbe sembrare una strana molecola da associare alla vita, dato che è una "molecola altamente infiammabile, estremamente tossica e dall'odore sgradevole", afferma Sousa-Silva. "È una molecola estremamente pericolosa che uccide in una varietà di modi fantasiosi, tutti molto definitivi e macabri".

"È ampiamente utilizzato come fumigante ed è stato utilizzato come agente di guerra chimica nella prima guerra mondiale", dice, osservando che il gas incolore può bruciare con una luce verde e blu.

Per quanto riguarda il suo odore, beh, "a quanto pare sa di morte", dice Sousa-Silva. "Ha un odore orribile. Una volta, credo, abbiamo trovato un rapporto di qualcuno che diceva che puzzava come i pannolini rancidi della progenie di Satana."

Poiché la fosfina interferisce con il metabolismo dell'ossigeno, è tossica per la maggior parte della vita sulla Terra. Tuttavia, dice Sousa-Silva, "c'è molta vita, per lo più nell'ombra, che non gode particolarmente dell'ossigeno e non fa affidamento sull'ossigeno. E questi ecosistemi anaerobici sulla Terra producono felicemente fosfina in quantità ragionevolmente grandi".

La vita che produce la fosfina sulla Terra si trova nelle paludi e nelle piante di scarico e sul fondo dei laghi, dice, così come nell'intestino degli animali: ecco perché la fosfina può essere rilevata nella loro flatulenza.

"Questa non è la vita che troveremmo piacevole", dice Sousa-Silva. "Poi di nuovo, probabilmente ci trovano disgustosi."

Tuttavia, la fosfina è così chimicamente reattiva che si scompone rapidamente, quindi come si è accumulata nelle nuvole di Venere? I ricercatori hanno considerato possibili fonti sulla superficie di Venere, così come la consegna di meteoriti, la creazione di fulmini o oscure reazioni chimiche nell'atmosfera. Niente di ciò che avevano immaginato poteva fare il trucco.

Che ha lasciato la possibilità della vita. Sulla Terra, tutti i microbi nelle nuvole circolano su e giù dalla superficie, ma ciò non sarebbe possibile su Venere perché la superficie è così mortale, afferma Janusz Petkowski del MIT. Qualsiasi vita nelle nuvole di Venere, dice, dovrebbe in qualche modo sopravvivere in un acido solforico altamente concentrato che è circa un miliardo di volte peggiore di qualsiasi ambiente acido sulla Terra.

È molto difficile da immaginare, dice Petkowski. "Ma è impossibile? Direi che non è impossibile."

Per scoprire cosa sta realmente succedendo, dice, gli scienziati potrebbero finire per dover inviare una missione su Venere che potrebbe campionare la chimica delle nuvole.

Le richieste per un nuovo sguardo su Venere erano già in crescita, anche prima di questa nuova scoperta. Una missione che invierebbe una sonda sferica che si tuffa nell'atmosfera di Venere fino alla sua superficie, ad esempio, è una delle proposte che la NASA sta attualmente valutando per la futura esplorazione del sistema solare.

"Venere è come un gigante sconosciuto", afferma Hilairy Hartnett dell'Arizona State University. "È uno dei pianeti di cui sappiamo quasi di meno nel nostro sistema solare".

L'astrobiologa della NASA Giada Arney è d'accordo. "Se c'è vita nelle nuvole di Venere, sarebbe straordinario, ma c'è ancora molto che non capiamo sull'ambiente di Venere", dice. Mentre il team di ricerca che ha prodotto questo nuovo studio ha chiaramente riflettuto molto su quali processi non viventi potrebbero produrre fosfina su Venere, "ci sono molte cose su Venere che ancora non capiamo, o che capiamo male. Sarà prendi il lavoro combinato delle comunità di Venere e di astrobiologia per rispondere pienamente a questa importante domanda."

Venere è stato il primo pianeta mai visitato da un'astronave, quando il Mariner 2 della NASA è passato in volo nel 1962. Prima di quella missione, gli scienziati potevano solo scrutare il suo velo di nuvole e chiedersi cosa ci fosse sotto di loro. Mariner 2 ha mostrato che la superficie di Venere era una fornace inospitale, quindi non poteva essere il tipo di giungla primordiale che alcuni avevano immaginato.

Le condizioni sulla superficie sono così estreme che è difficile inviare una sonda in grado di sopravvivere. Nel 1982, la navicella spaziale sovietica Venera 13 durò solo un paio d'ore dopo l'atterraggio, inviando a casa foto di rocce marrone-arancio prima di soccombere.

Venere non è sempre stata così, prima era molto più accogliente. Nuovi modelli climatici mostrano che Venere avrebbe potuto sostenere acqua liquida sulla sua superficie fino a un miliardo di anni fa, afferma Stephen Kane dell'Università della California, Riverside.

Se il ritrovamento di fosfina rappresenta "i resti di qualche ecosistema passato, significa che probabilmente avrebbe dovuto sostenere la sua presenza nelle nuvole per circa un miliardo di anni", afferma Kane, definendolo "un problema estremamente difficile" da risolvere.

"Dobbiamo considerare seriamente che esiste una spiegazione geologica molto più naturale che non abbiamo ancora capito", afferma Kane.

Nota che spesso quando gli scienziati parlano di trovare "firme biologiche" che potrebbero indicare la possibile presenza di vita, si concentrano su pianeti lontani attorno a stelle diverse dal nostro sole. Quei pianeti, nota Kane, sono così remoti che sono praticamente irraggiungibili nelle vite umane, ma Venere è a portata di mano.

"Questo è un test per noi perché in questo caso possiamo andare su Venere", dice Kane. "Questo è davvero un test incredibilmente importante per l'intero concetto di biofirme".

La sola presenza di fosforo nell'atmosfera di Venere è affascinante, anche se non risulta essere collegata alla vita su Venere, dice Hartnett. Sottolinea che sulla Terra il fosforo è la spina dorsale del codice genetico e la valuta energetica delle cellule, ma gli scienziati sanno poco su come il fosforo è distribuito nei pianeti.

"Il rilevamento della fosfina è entusiasmante", concorda Bethany Ehlmann, scienziata planetaria al Caltech. "Certo, sai, il grande aspetto allettante è che potrebbe essere la vita."

Ma, facendo eco a Carl Sagan, dice: "'Affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie.' Metti la fosfina su Venere nella lista dei misteri, grandi misteri, nel sistema solare."


Un passo da gigante verso la sconfitta del più grande nemico dell'astronomia: l'atmosfera terrestre Earth

In astronomia, vedere più lontano e più debole che mai richiede tre approcci simultanei.

1.) Costruire telescopi più grandi, raccogliere più luce e ottenere risoluzioni più elevate.

2.) Aggiornare i tuoi strumenti, ottimizzando i dati di ogni fotone in arrivo.

3.) Superare gli effetti distorsivi dell'atmosfera terrestre.

Il modo più semplice per superare l'atmosfera è dallo spazio, evitandola del tutto.

Tuttavia, i telescopi spaziali sono costosi, difficili da manutenere e con dimensioni/carico utile limitati.

Telescopi significativamente più grandi possono essere costruiti a terra, dove l'atmosfera terrestre è inevitabile.

Anche ad alta quota, con aria liscia e secca e cielo senza nuvole, la distorsione atmosferica è fortemente limitante.

Una parte di qualsiasi luce in entrata viene immediatamente analizzata per individuare distorsioni di sorgenti note e puntiformi.

Gli algoritmi calcolano la forma di uno specchio necessaria per "distorcere" quella luce.

Uno specchio secondario “adatta” la sua forma per contrastare la distorsione atmosferica.

Questo schema intelligente crea un'immagine nitida che può superare anche le capacità di Hubble.

In questo decennio, il GMTO e l'ELT diventeranno i primi telescopi della Terra di classe 30 metri.

La NSF ha appena concesso 17,5 milioni di dollari a GMTO, incluso lo sviluppo di sette specchi secondari adattivi che lavorano insieme, contemporaneamente.

Grazie a questa nuova tecnologia, l'imaging diretto di esopianeti rocciosi potrebbe finalmente diventare possibile.

Mostly Mute Monday racconta una storia astronomica in immagini, immagini e non più di 200 parole. Parla di meno, sorridi di più.


Di cosa è fatta l'atmosfera di Giove?

Giove è un pianeta intrigante, e non solo per la sua massa. Il primo dei pianeti esterni e un gigante gassoso che fa sembrare minuscolo il nostro piccolo pianeta, Giove e la sua Grande Macchia Rossa è stato oggetto di studio da quando Galileo vi ha rivolto per la prima volta il suo telescopio. Imparare a conoscere questo mondo alieno ci ha solo reso più ammirati da esso. Diamo un'occhiata a come è composta la più grande atmosfera del nostro sistema solare:

1. Ci sono alcuni "strati" dell'atmosfera.
L'atmosfera di Giove si separa in strati che hanno ciascuno la propria composizione. Lo strato di nubi superiore è ghiaccio di ammoniaca, il centro è costituito da cristalli di idrosolfuro di ammonio e il terzo è probabilmente vapore acqueo e ghiaccio.

2. La maggior parte di Giove è atmosfera, non esiste una superficie reale.
Mentre questi tre strati definiscono confini specifici all'interno dell'atmosfera di Giove, la stragrande maggioranza è composta da idrogeno ed elio. In effetti, la quantità totale di idrogeno ed elio nell'atmosfera rappresenta la maggior parte della massa di Giove, il pianeta stesso è principalmente atmosfera senza superficie ma forse un oceano di idrogeno liquido.

3. La Grande Macchia Rossa.
La Grande Macchia Rossa è la parte più nota dell'atmosfera di Giove. È una tempesta gigante che è in corso da centinaia di anni (è stata osservata per la prima volta nel 1830). Poiché Giove non ha una superficie per interferire, tempeste come questa possono continuare a infuriare apparentemente per sempre.

Eva Braun

Helio

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Asteroide in avvicinamento? È questo quello?

Patrick Gisler

Anche se Giove potrebbe non avere una "superficie", potrebbero benissimo esserci superfici di idrogeno solforato di ammonio solido a circa 175 miglia sotto la sommità delle nuvole. I solidi possono essere minuscoli fiocchi, palle di neve, isole galleggianti o persino blocchi delle dimensioni di un continente che galleggiano galleggianti nella densa atmosfera di idrogeno supercritico.

In realtà ci sono prove di solidi nell'atmosfera gioviana. I modelli di interferenza di Von Karmann visualizzati nelle sommità delle nuvole sono caratteristici del flusso di fluido su oggetti solidi irregolari. Potrebbero esserci altre spiegazioni o meccanismi per questi schemi di interferenza. Ma fino a quando la NASA non metterà un'altra sonda nell'atmosfera gioviana per scoprirlo, l'idrogeno solforato di ammonio solido che galleggia in profondità in quell'oceano di idrogeno super-critico può contribuire ai modelli osservati nelle cime delle nuvole.

È interessante notare che le temperature, le pressioni e i regimi chimici riportati dalla sonda Galileo alla fine della sua discesa sono simili alla temperatura, alla pressione e al regime chimico trovati nei depositi sedimentari sottomarini profondi sulla Terra. Questi sedimenti sottomarini sono ubiquitariamente dimora di microbi Archaea che prosperano e si riproducono in condizioni anossiche e quasi anidre, consumando ammoniaca. Secondo le stime pubblicate, questi microbi molto primitivi mangiatori di ammoniaca sono i più grandi occupanti della Terra sia per numero che per volume. Dato che condizioni simili si trovano in profondità nell'atmosfera gioviana, è possibile che microbi simili possano esistere su Giove.

Usando un po' di immaginazione, microbi simili agli Archea e i loro discendenti evolutivi possono occupare masse solide galleggianti nell'atmosfera gioviana, consumando felicemente ammoniaca. Forse gli Archaea sulla Terra sono stati schizzati da Giove a causa di un impatto. A proposito, tutta la vita superiore sulla Terra probabilmente si è evoluta da Archaea.


Contenuti

I seguenti metodi cercano di trasformare i pianeti in qualcosa di utile per i coloni che si sposteranno sui loro satelliti.

Sole artificiale [ modifica | modifica sorgente]

L'idea è che le reazioni di fusione nucleare possano essere avviate all'interno del nucleo di un gigante gassoso. I pianeti giganti hanno abbastanza idrogeno, ma la loro massa è inferiore a quella necessaria per avviare da soli una reazione termonucleare. Se avessero una massa sufficiente, sarebbero già diventate stelle di tipo M o almeno nane brune. Tuttavia, c'è l'idea, almeno nei film di fantascienza, che giganti abbastanza grandi (come Giove) possano essere trasformati artificialmente in nuove stelle.

Se la fusione dell'idrogeno o almeno del deuterio fosse iniziata in qualche modo all'interno del nucleo di Giove, il pianeta si espanderebbe e la pressione interna diminuirebbe fino a quando non soddisfa più le condizioni richieste per il proseguimento delle reazioni nucleari. La stella artificiale sarebbe di breve durata. Eppure, il tempo necessario per il nuovo stella fallita raffreddare è più lungo di una vita umana.

Un altro modo per riscaldare un gigante gassoso è creare un falsa stella. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno è solo riscaldare il pianeta fino a raggiungere i 3000 gradi, il che è sufficiente per creare l'illusione di una stella. Ci sarebbero voluti secoli per raffreddarsi. Questo potrebbe essere fatto con enormi esplosioni. Tuttavia, i modelli teorici suggeriscono che molti giganti gassosi hanno strati caldi di gas al di sotto della loro atmosfera superiore. Se in qualche modo riuscissimo a mescolare i loro strati di gas, potremmo portare calore allo strato superiore. Questo processo dovrebbe essere mantenuto per secoli, al fine di mantenere le temperature sufficientemente alte.

Il Teoria dell'impatto potrebbe essere applicato anche ai giganti gassosi. Se riuscissimo a far collidere due oggetti di grandi dimensioni (ad esempio un pianeta di classe Giove con uno delle dimensioni di Nettuno), l'impatto genererebbe il calore necessario e mescolerebbe anche le loro atmosfere. Tuttavia, l'energia necessaria per interrompere le orbite di due giganti è enorme e solo una civiltà altamente avanzata sarebbe in grado di farlo. Inoltre, ci sarebbe un alto rischio di collisione tra il pianeta deviato e le lune. L'aumento della massa del pianeta principale influenzerebbe anche l'orbita delle sue lune. Questo metodo è troppo rischioso da usare.

Un altro metodo per riscaldare un gigante gassoso è il Teoria dell'impatto lunare. Questo non funzionerebbe per i giganti gassosi del nostro sistema solare, poiché non hanno lune abbastanza grandi. Tuttavia, esiste la possibilità che alcuni giganti gassosi in altri sistemi possano essere binari. Immaginate un Giove con una luna delle dimensioni di Nettuno in orbita ravvicinata (come Plutone e Caronte), e altre lune in orbite più distanti, alcune delle quali abbastanza grandi per la colonizzazione umana e orbitanti attorno al binario. La collisione tra il pianeta e la sua luna gigante avrebbe molto effetto sui movimenti dei pianeti esterni, ma riscalderebbe il pianeta fino a 2000 gradi.

Artificial Luminosity [ edit | modifica sorgente]

In one sci-fi novel, a self-replicating lantern was thrown into Neptune. After many years, it managed to create many copies of itself, floating in the upper part of the atmosphere and creating enough light to sustain plant life on Triton, which was terraformed with the help of greenhouse gasses.

The idea might sound impossible with current technology, but it might be possible to create a fleet of nuclear-powered stations, each floating like a hot-air balloon, in the upper atmosphere of a gas giant, providing the light needed for human colonies on the gas giant's moons. The process could also generate a limited amount of heat.

Industrial Usage [ edit | modifica sorgente]

Gas giants are large and partially recycle their atmosphere. Extracting raw materials from them would be almost impossible, and in any case mining asteroids is much easier. Still, to avoid filling space with debris and covering planets and asteroids with garbage, many would agree that dumping things into a gas giant is a much better alternative.


Something in the air

Since the first detection of an exoplanet – a planet around another star – in 1992, more than 4,000 have been identified, mostly by observing the subtle but regular dimming in starlight as the planet passes across its parent star and blocks some of its light (a transit). More than half of exoplanets were detected in this way by NASA’s Kepler space telescope (active from 2009 to October 2018). In April 2018, NASA launched a successor to Kepler: the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

In order to study an exoplanet’s atmosphere, astronomers look at how the atmosphere absorbs the starlight passing through it. Different molecules of gas will absorb different wavelengths of light, so researchers can analyse the star’s filtered light spectrum during a transit to pin down which gases are present. In this way, astronomers made the first direct detection and chemical analysis of an exoplanet atmosphere in 2001 – finding sodium in the atmosphere of a gas giant known as HD 209458 b.

Since then, several exoplanets have had their atmospheres analysed, revealing the presence of water vapour, methane, carbon dioxide, and even small amounts of oxygen around some of these worlds. None of these gases alone signals life, however – not even oxygen, as we know of processes that can create small amounts of it without involving living organisms.

This is where the work of planetary scientist Dr Sarah Hörst comes in. At Johns Hopkins University in Baltimore, US, she is leading a team of scientists who are brewing lab simulations of the gases likely to be in exoplanet atmospheres, in order to find out what they might produce. So far, Hörst’s work has focused on an atmospheric phenomenon that’ll be familiar to anyone who’s spent time in a big city: haze.


A star like the Sun has *six* gas giants orbiting it. with two in its habitable zone

Astronomers have discovered a pretty interesting multi-planetary system orbiting a nearby star. Each of the exoplanets is apparently a gas giant, but two of them orbit the star in the habitable zone, where liquid water could exist!

To be clear, gas giants don’t have a surface — they have such tremendous atmospheres that as you go down inside them the air just gets thicker, merges into a liquid mantle, then finally gets crushed into a solid deep down near the core — but they do tend to have moons, some of them quite large. And that makes this system very interesting indeed …

The planets orbit the star HD 34445 (the 34,445th entry in the Henry Draper catalog of brightish stars). The star itself is at first glance a lot like the Sun: It’s a type G0 star, just slightly warmer and just a scosh more massive than the Sun (1.07 times as massive, to be specific).

I was surprised, however, to see it’s bigger than I expected, about 1.38 times the Sun’s diameter, and twice as luminous. I’d think those numbers would be much closer to the Sun’s, but then I saw the age and understood: It’s 8.5 billion years old, nearly twice as old as the Sun, and that means it’s starting to run out of fuel in its core. It’s starting the slow expansion into red giant territory.

It’s pretty close to us as stars go, about 150 light-years away, so it appears relatively bright as well — about 7th magnitude, which is a little bit fainter than you can see with the naked eye, but could easily spot in binoculars.

HD 34445 (center), a star much like the Sun but quite a bit older, and with a somewhat heftier planetary system. Credit: SIMBAD / Aladin

Through a big telescope, then, it’s really bright, and that makes it a good target to look for planets. Bright stars mean lots of photons for your camera, and that helps when you’re looking for small effects.

The first planet, HD 34445b, was announced in 2010. They found it using what’s called the reflex velocity method. The way I like to think of that is this: Imagine a big person facing a smaller person, and they hold hands. Now they swing each other around. The smaller person makes a big circle, and the bigger person makes a small circle. The “reflex” part comes in because as one person moves away from you the other moves toward you, and vice versa.

Same with stars and planets. A planet orbits the star due to the star’s gravity, but the planet has mass and gravity too, so the star responds by making a smaller circle. They actually both orbit their mutual center of gravity/center of mass, what astronomers call the "barycenter." We can’t see that planet directly because the star is bright and the planet faint, and the circle the star makes is far too small to see directly either.

But, as the star moves in a circle it sometimes approaches us, and sometimes moves away. When it approaches us its light is slightly shifted to the blue due to the Doppler effect, and it shifts to the red as it moves away. That can indeed be measured, though it's a small effect. The very first exoplanets were found this way!

After the first planet was found around HD 34445, astronomers concentrated on this star, using bigger and better telescopes and instruments to look for more. In October of 2017, another team announced they had found five more planets, for a total of six! They had taken 333 observations over 18 years to get them, so this is a really long-term project.

As the planets orbit the star HD 34445, the star moves in response. Each of these signals shows the star’s motion due to each planet (the sixth planet is not shown since the signal is weak and has a very long period), with the individual observations shown in gray and the combined measurements in red. Credit: Vogt et al.

As is the convention, the planets are named HD 34445 b through g, in the order of their discovery. HD 34445 b takes 1057 days to orbit the star (about 3 years), and the rest take 215, 118, 49, 677, and 5,700 days (that last one is pretty far out from the star). And they're all pretty big: In terms of Jupiter's mass, they are (again in order) 0.63, 0.17, 0.1, 0.05, 0.12 and 0.38 as big as our own biggest planet.

For comparison, Saturn is about 1/3rd of Jupiter's mass, and Neptune about 1/20th. Jupiter is over 300 times the mass of Earth, so it seems like a decent bet that all these planets in the HD 34445 system are gas giants.

Right away that's interesting this is clearly a very different solar system from our own! We only have four such big planets. They're also spread out around HD 34445, ranging from 40 million to a billion kilometers out from their star. There might be more farther out, but they would be very hard to detect the reflex velocity method is easier to use for massive planets closer in to the star.

I'll note there could be more Earth-sized planets here too there's room for them between the bigger ones or closer in to the star, but again this method makes it hard to spot them because of their lower mass.

But don't fret about not finding habitable worlds around HD 34445 just yet. This is where things get interesting indeed.

Two of the planets — HD34445b and f — are located in the star's habitable zone: the region around the star where liquid water can exist on the surface of a body. For this star, that's about 200 – 350 million kilometers out. Closer than the inner edge and it gets too hot (for a terrestrial (rocky) planet, you get a runaway greenhouse effect and the planet gets scorched), and farther than the outer edge and even the best greenhouse effect won't keep you from freezing.

HD 34445b is 311 million km out, and HD 34445f is 230 million. Not bad.

Plot of the mass of an exoplanet versus its orbital period, with the size HD 34445 planets shown (red dots with uncertainty mesurements). The green are represents the star habitable zone, with two of the planets in it. The red line shows the limit of detectable planets anything below it cannot be seen in the present data. Credit: Vogt et al.

Now again, these are gas giants! HD 34445 b is 200 times the mass of the Earth, and HD 34445f, while smaller, is still about 40 times our heft. These are not going to be planets our Earth.

But they might have moons. Exomoons! Our own solar system's gas giants have huge retinues of such satellites, and some are big: Ganymede (orbiting Jupiter) and Titan (Saturn) are about as big as Mercury! And it’s not too ridiculous to think even bigger ones might exist, making some of these moons potentially Earth-sized, and maybe, maybe, Earth-like.

Heck, Titan is well over a billion kilometers from the Sun, and it has an atmosphere thicker than ours! If it were in a more Earth-like orbit around the Sun, it could possibly be a pretty nice place to live. Could there be such habitable moons around these alien worlds?

If so, I have to wonder. Their star is old and slowly expanding, becoming more and more luminous over time. If these moons exist and if they are habitable and if there is life there, it's in trouble. As the star turns into a proper red giant those moons will get well and truly cooked. It's a story played out over and again in the galaxy, and will here too with our own Sun. Eventually, like in a few billion years or so.

One interesting bit, though, is that moons farther out from HD 34445 will go from frozen to quite clement. Will they get a chance for life? Maybe, but then their warm season won’t last that long eventually the star sheds its outer layers in a series of violent paroxysms and finally reveals its core: a white dwarf that’s very hot but so small it provides very little warmth. Everything in the system will eventually freeze.

Now, this is all speculation. We don't know there are moons orbiting these planets, and we have no idea if it's possible to have a habitable moon orbiting a gas giant just because they're in the habitable zone around their star. I can think of lots of reasons this could be a nasty place (the radiation around the gas giant incited by a strong magnetic field, huge tidal stresses causing endless seismic activity, and so on).

… but the Universe is vast, and in such an expanse even the unlikely is bound to happen many times. Finding an example of gas giants like these in a fairly nearby star implies it's common in the galaxy (if it were very rare w,hat are the odds it would happen in a star that's only a tenth of a percent of the galaxy’s diameter away from us?).


Perhaps the most iconic of all the planets in our solar system, Saturn is heavily present in pop culture.

It provides a backdrop for numerous science fiction stories, movies and TV shows, comics, and video games, including the Cthulhu Mythos, WALL-E, 2001: A Space Odyssey, Star Trek, Dead Space 2 e Final Fantasy VII. In Tim Burton's film Beetlejuice, a dusty, fictional Saturn is populated by giant sandworms. And in the 2014 movie Interstellar, the wormhole that enables the astronauts to travel to another galaxy appears near Saturn.

Saturn is also the namesake of Saturday, arguably the best day of the week.​


Guarda il video: UN VIAGGIO NELLATMOSFERA DI GIOVE: COSA ACCADREBBE SE PROVASSIMO AD ATTERRARE SUL GIGANTE GASSOSO? (Dicembre 2021).