Stjärnan HD 144432 omges av tre järnrika dammskivor

 

Med de framsteg som gjorts inom stjärn- och planetbildningsforskningen kan man nu undersöka förhållandena i miljön runt unga stjärnor och jämföra denna med det tidiga solsystemet. Med hjälp av Europeiska sydobservatoriets (ESO) Very Large Telescope Interferometer (VLTI) har ett internationellt forskarlag lett av József Varga från Konkoly-observatoriet i Budapest, Ungern, gjort detta. De observerade  skivan hos den unga stjärnan HD 144432 där planeter just nu bildas som finns ungefär 500 ljusår bort.

– När vi studerade stoftfördelningen i skivans innersta upptäckte vi för första gången en komplex struktur där stoft samlats i tre koncentriska ringar, beskriver Roy van Boekel forskare vid Max Planck-institutet för astronomi (MPIA) i Heidelberg, Tyskland medförfattare till en forskningsartikeln som publicerats i tidskriften Astronomy & Astrophysics om upptäckten.

HD 144432 är det första exemplet med ett så komplext ringsystem. Stjärnan finns i en zon rik på stoft av det material som stenplaneter som jorden bildas ur. Om man antar att ringarna indikerar närvaron av två planeter som bildas i luckorna i ringarna, uppskattar astronomerna dessa planeters massor till ungefär Jupiters storlek. Astronomerna bestämde stoftets sammansättning i den innersta skivan  dom finns från  stjärnan som motsvarar Jupiters avstånd till solen. De fann för forskare som studerar jorden bekanta mineral. Mineral av samma slag  som bildade de steniga planeterna i vårt solsystem: olika silikater (metall-kisel-syreföreningar) och andra mineraler som finns i vår jordskorpa och mantel och möjligen metalliskt järn som finns i Merkurius och jordens kärnor. Om studien bekräftas skulle ovan stjärna vara den första som har upptäckts med järn i planetbildande skivor.

– Astronomer har hittills förklarat  stoftskivors innehåll som att de har en blandning av kol- och silikatstoft, material som vi ser nästan överallt i universum. Ur ett kemiskt perspektiv är dock en järn- och silikatblandning mer trolig för de heta, inre diskregionerna.

Faktum är att den modellanalys som Varga, huvudförfattaren till den underliggande forskningsartikeln, tillämpade på insamlad data ger bättre ett mer passande resultat när man introducerar järn istället för kol som annars är det vanligaste i skivor. Dessutom kan stoftet som observeras i HD 144432-skivan vara så hett som ca 1500 grader Celsius vid innerkanten och måttliga 25 grader Celsius längre ut. Mineraler och järn smälter och kondenseras, ofta som kristaller i heta områdena nära en stjärna.

Kolkorn skulle inte klara värme av detta slag utan då bli kolmonoxid eller koldioxidgas. Kol kan dock fortfarande vara en betydande beståndsdel i de fasta partiklarna i den svalare delen av skivan vilket dock de observationer som gjorts i studien inte kunde spåra.  

 Merkurius och jorden är järnrika planeter medan jorden innehåller relativt lite kol. – Vi tror att HD-144432 skivan kan vara mycket lik vad som rådde i vårt tidiga solsystem som resulterade i massor av järn till de stenplaneter vi har idag (ex jorden), beskriver van Boekel och tillägger att  studien kan bli ytterligare ett exempel som visar att sammansättningen av vårt solsystem kan vara ganska vanlig. Förutom vårt solsystem verkar HD 144432 vara ett annat exempel på där planeter  bildas i en järnrik miljö.

Bild https://phys.org  Observation med European Southern Observatorys (ESO) Very Large Telescope Interferometer (VLTI) som hittade olika silikatföreningar och potentiellt järn, ämnen som också hittas i stora mängder på vårt solsystems steniga planeter. Kredit: Jenry

Järn är viktigt för utveckling till liv på en planet

 

Järn är ett viktigt näringsämne som nästan alla former av liv kräver för att utvecklas och frodas. Järnets historia och betydelse går hela vägen tillbaka till bildandet av planeten Jorden, där mängden järn i jordens steniga mantel "sattes" av de förhållanden under vilka planeten bildades och fortsatte att ha stora konsekvenser för hur livet utvecklades. Nu har forskare vid University of Oxford upptäckt de troliga mekanismerna bakom vilket järn påverkade utvecklingen av komplexa livsformer något som kan användas för att förstå hur sannolika (eller osannolika) avancerade livsformer är på andra planeter.

 

I tidernas begynnelse var förhållandena på jorden optimala för att säkerställa att vatten stannade kvar på dess yta. Då järn löses upp över tid i havsvatten blev det lätt tillgängligt för enkla livsformer att börja utvecklas.

Syrenivåerna på jorden började stiga för ungefär 2,4 miljarder år sedan. En ökning av syre skapade en reaktion med järn vilket ledde till att det blev olösligt. Gigatons av järn hamnade  på land med vågors hjälp där det blev mycket mindre tillgängligt för att utveckla livsformer.

 

– Livet var tvunget att hitta nya sätt att få tag på det järn det behövde, enligt  medförfattaren till studien Hal Drakesmith, professor i järnbiologi vid MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, University of Oxford. " Till exempel är infektion, symbios och multicellularitet beteenden som gör det möjligt för livet att mer effektivt fånga och utnyttja detta knappa men livsviktiga näringsämne. Man kan anta sådana egenskaper skulle ha drivit tidiga livsformer att bli allt mer komplexa och utvecklas till livsformer av i dag."

 

Behovet av järn som drivkraft för evolution och därmed utveckling till en komplex organism som kan förvärva dåligt tillgängligt järn kan vara sällsynta eller slumpmässiga händelser. Detta ställer frågan av hur troligt komplexa livsformer kan vara på andra planeter.

 

"Ingen vet hur vanligt intelligent liv är i universum" säger Professor Drakesmith. Vår kunskap av förutsättningarna för möjligheten till enkla livsformer att utvecklas är otillräckliga i dag. Ytterligare urval och förståelse av stora miljöförändringar i det förflutna  kan behövas för att förstå hur livet på jorden hittade nya sätt att komma åt järn. Sådana tidsmässiga förändringar på en planet kan vara sällsynta eller slumpmässiga vilket innebär att sannolikheten för intelligent liv kan vara låg."

 

Numera vet vi hur viktigt järn är för livets utveckling och det kan hjälpa oss i sökandet efter lämpliga planeter som kan utveckla eller ha utvecklat liv. Genom att bedöma mängden järn i exoplaneters mantel kan det vara möjligt att begränsa sökandet efter exoplaneter som kan stödja livet.

 Det handlar dock om att förstå och på något vis undersöka manteln innehåll från vårt avstånd (min anm.). Om forskningens antagande om järnet ovan stämmer förklarar det att livet först uppstod i havet och därefter kröp upp på land och art för art genom evolutionen kunde leva där.

Bild från https://www.dreamstime.com/

En planet där det regnar järn

Forskare som använder ESO:s Very Large Telescope (VLT) har observerat en planet där de misstänker att det regnar järn från skyn. Att så kan ske beror på att denna stora planet alltid vänder samma sida mot sin sol och ligger nära denna. Här är en temperatur av 2400C och det är tillräckligt för att förånga metaller.


Starka vindar bär då  järnångan till den svalare nattsidan där den kondenseras till järndroppar och faller ner som regndroppar av järn. 


Denna planet har beteckningen wasp-76b och finns cirka 640 ljusår bort mot stjärnbilden Fiskarna.


Bild på teleskopet i Chile från vikipedia där upptäckten gjordes.

Det saknade järnet i universum är troligen hittat

I interstellära rymden ska det enligt den teori vi arbetar efter om verkligheten finnas mycket järn. Men forskare har upptäckt endast låga mängder av det hittills. Mycket järn är bundet i manteln i Jorden och troligast i alla nadra planeter men det saknas järn i alla fall.


Nu, en ny studie visat järn troligen inte saknas men är dolt därute.


En grupp forskare föreslår nu att interstellärt järn kombinerat med en viss typ av en kolkedja av molekyler kallat ” iron pseudocarbynes” döljer järnet i sig. Detta genom att dessa ” ironpseudocarbynes” visar samma signatur som kolmolekyler (och inte visar på sitt järninnehåll)  vid forskarnas mätningar enligt ett uttalande från Arizona State University (ASU).


Dessa torn av kosmiskt stoft och gas utgör bland annat delar av Örnnebulosan.

I den extremt kalla temperaturen av interstellära rymden, kan kolkedjor kondensera på järnkluster av damm och bilda dessa ” iron pseudocarbynes”. Under miljarder år skulle järn ha kombinerats med kol till ” iron pseudocarbynes” och bli dolt i dessa kolkedjors täckning och blandning.


Tarakeshar och hans team av forskarkolleger undersökte strukturen och egenskaperna hos dessa molekyler i labbet. De använde infraröd spektroskopi för att titta på molekylens spektrum eller mönster av ljus och kom då fram till att detta kan vara förklaringen till det saknade järnet i rymden. Detta genom att efter experimentet förstå att järn döljs i dess kolkedjor.


Bild från vikipedia visande Örnnebulosan som omtalas ovan.

Järn och Titan finns i atmosfären på exoplanet KELT-9b

KELT-9 är en stjärna som ligger 650 ljusår från jorden i konstellationen Svanen. 

KELT-9 har en yttemperatur på över 10 000C grader vilket är  nästan dubbelt så varmt som det är på vår sols yta. Denna stjärna (KELT-9) har en  mycket stor gasplanet i bana runt sig.

KELT-9b vilken är 30 gånger närmare sin sol (KELT-9) än jordens avstånd från solen. På grund av denna närhet cirklar KELT-9b runt  KELT-9 på 36 timmar och värms upp till en temperatur på över 4000C. Det är inte så varmt som vår sol här är men varmare än många stjärnor därute.

För närvarande förstår vi inte hur en atmosfär ser ut och hur den kan utvecklas under sådana förhållanden. Men KELT-9b har en atmosfär.

Detta upptäcktes av ett internationellt team amerikanska astronomer förra året. Nu har även upptäckten bekräftats av ett internationellt team ledda av forskare från Universitetet i Genève (UNIGE) som forskat tillsammans med fysiska teoretiker från universitetet i Bern (UNIBE), Schweiz, förekomsten av järn- och titanångor i atmosfären på KELT-9b är därmed bekräftad. 

Men frågan om hur en atmosfär kan finnas på en het planet som denna är en olöst gåta än så länge.

Bild En illustration av  Kelt 9 med sin planet KELT 9b

Merkurius svaga magnetfält stoppar inte den radioaktiva solvinden likt Jordens magnetfält. Det snöar järn och svavel sprutar från vulkaner här

Merkurius den innersta av solsystemets planeter har ett magnetfält ca 100 gånger svagare än Jordens. Detta innebär att Merkurius inte har det skydd Jorden har mot radioaktiv strålning utan bombarderas oupphörligen med detta från solen.

Skulle samma sak ske här skulle livet utplånas. Ett svagare magnetfält visar att planeters kärna manteln kylts ner över tid. Kan samma sak ske här? Ingen vet säkert.

På Merkurius yta sträcker sig långa smala åsar hundratals km över ytan troligen bildade när kärnan och mantels kyldes.

Magnetfält runt en planet är viktigt men utan en het kärna försvagas detta och för Jordens del skulle det betyda förstörelse av ozonskikt och radioaktiv strålning där ultraviolett strålning är ett slag efterhand utplåna Jordens liv.

Mätningar har visat att Jordens magnetfält har försvagats något över tid men ännu är risken inte för stora förändringar av livsmöjligheter på Jorden här.

De finns under oss men kan finnas och trivas även på Mars

Bakterier kan leva där inget annat kan existera. Det finns de som lever långt under jordytan i en miljö som kan ses som omöjlig för liv.

Men här finns en bakterie som lever av järn. De andas järn och lever av det.

Det är ett slag av bakterie vilken skulle kunna leva på andra planeter och stortrivas på ex Mars.

Frågan är om de redan finns där eller liknande bakterier finns där, på eller under ytan.

En dag hoppas vi få svaret.

Farao Tutankhamuns dolk var av järn i en tid då den värme som behövs för järnframställning av denna kvalité inte kunde ske.

Faraos grav i pyramiden vars största och mest värderade fynd guldmasken fick konkurrens när lindningen runt faraon visade sig innehålla en kniv. En kniv med järnblad och bergskristall som handtag.

Järnet måste ha kallhamrats då järnframställning med hög temperatur inte kunde göras i Egypten för 3000 år sedan. Vad man vet idag. Däremot fanns det andra platser på Jorden där man kunde detta redan då. Först ut med upphettning av järn för att framställa bättre hållbara järnprodukter var Hettiterna vilka levde runt Svarta havet. De kunde detta redan vid ovanstående tid. Kanske några smeder därifrån hjälpt egypterna. I övrigt tog det tid att sprida denna kunskap. Kineserna kunde inte detta förrän ca 500 före Kristus.

Dolkens fina skick är bara det en arkeologiskt ovärderlig artefakt. Då den följt med nära Faraon i graven värderades den högt.

Följ länken här för att se dolken.

Nu kan man förstå något om varför. Dolken kom som råmaterial från gudarna ansågs det troligen den gången. Detta då det var en meteorit av järn som är råmaterialet till denna.

Flera andra artefakter har genom historien tillverkats av meteoriter och järn från rymden. Men få om ens någon är i lika fins skick som denna dolk. Nog fanns det skickliga yrkesmän redan för 3000 år sedan.