Astronomie

Quels effets possibles de la réplication de la vie sur l'atmosphère des géantes gazeuses ?

Quels effets possibles de la réplication de la vie sur l'atmosphère des géantes gazeuses ?


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Si les bactéries réussissaient à arriver puis à se développer d'une manière ou d'une autre (sinon déjà) sur une géante gazeuse, cela pourrait-il provoquer une expansion ou une contraction de volume de l'atmosphère ?

La matière vivante induirait-elle potentiellement de l'énergie dans le système planétaire pour le réchauffer ?


Oui, mais probablement pas d'un montant énorme. Cela peut se produire de deux manières évidentes :

Modification directe de la composition atmosphérique. Si notre microbe fait quelque chose comme manger du méthane et excréter des hydrocarbures à longue chaîne, cela finira par changer suffisamment l'atmosphère pour avoir un effet. (Si les hydrocarbures ne se formaient pas déjà, ils ne sont probablement pas stables dans les conditions locales, il y aura donc un certain équilibre atteint, la façon dont l'atmosphère terrestre n'est pas à 100% d'oxygène malgré des centaines de millions d'années de photosynthèse.) dans le bilan thermique solaire. Le changement d'atmosphère modifiera probablement également la quantité d'effet de serre (dans un sens ou dans l'autre), et des effets de second ordre ou même juste assez de biomasse microbienne peuvent modifier l'albédo (encore une fois, de toute façon). Sur Terre, ces effets peuvent se combiner pour modifier la température de plusieurs dizaines de Kelvins, ce qui serait différent de quelques pour cent en volume atmosphérique.

Dans aucun des cas, la vie ajoutée ne changera la masse totale de l'atmosphère.


Une planète semblable à la Terre serait-elle possible autour d'une géante gazeuse ?

Plusieurs films de science-fiction ont montré que des géantes gazeuses sont des hôtes de la Terre comme des planètes, de la même taille et de la même masse que la Terre avec un champ magnétique, de l'eau liquide et une atmosphère appropriée. Ils devraient tous les deux être en orbite autour du bon type d'étoile, tous les deux dans la zone Boucle d'or et la planète de type Terre devrait être en orbite à la bonne distance de la géante gazeuse.

Tous ces paramètres ne sont-ils pas beaucoup plus sophistiqués qu'une simple planète de type Terre en orbite autour d'une étoile de type G ?

#2 DSOGabe

Voulez-vous dire que la planète semblable à la Terre orbite autour de la géante gazeuse, comme le ferait une lune ? Si ces géantes gazeuses avaient des caractéristiques similaires à celles de Jupiter, cela dépendrait de la distance entre la lune et la planète. Plus on s'éloigne des ceintures magnétiques avec le rayonnement impliqué et les effets géologiques causés par la géante gazeuse, mieux c'est.

De plus, si le géant a plusieurs lunes, la distance par rapport à ces autres corps doit également être prise en compte. Je ne vois pas comment la vie pourrait exister sur un corps où la géante gazeuse occupe la moitié du ciel comme sur Pandora dans "Avatar"

#3 russell23

Le problème est qu'il n'y a vraiment pas de "distance appropriée" de la géante gazeuse. La planète semblable à la Terre sera verrouillée par les marées, de sorte que sa période orbitale sera la durée de son jour. Ce qui signifie avoir une durée raisonnable jusqu'au jour où il devra être en orbite proche afin que le problème d'exposition aux rayonnements s'aggrave.

Io orbite autour de Jupiter en 42 heures et a une activité volcanique refaisant constamment la surface de la lune en raison du réchauffement des marées.

C'est certainement une idée intrigante, mais le verrouillage des marées crée vraiment des défis pour l'habitabilité de la surface dans de nombreuses circonstances.

#4 Voyageur 3

Comment pouvons-nous être sûrs qu'il sera bloqué par les marées ?

#5 russell23

Comment pouvons-nous être sûrs qu'il sera bloqué par les marées ?

Chaque satellite majeur du système solaire est verrouillé en fonction de la marée. C'est un résultat naturel de l'interaction des marées entre un primaire et son secondaire. Je ne sais pas combien de temps il faut à un satellite pour réaliser un verrouillage de marée, mais c'est relativement rapide. Cela dépend de la composition du corps, de la masse des corps et de la séparation orbitale. Même les satellites très éloignés du système solaire sont verrouillés en fonction des marées. Par exemple, Japet orbite à 3,56 millions de km de Saturne et pourtant est bloqué par les marées.

#6 Jeff B

La reponse courte est oui. Même s'il est verrouillé par la marée sur le primaire, il aura toujours des "jours" en fonction de sa période orbitale autour de ce primaire.

#7 russell23

La reponse courte est oui. Même s'il est verrouillé par la marée sur le primaire, il aura toujours des "jours" en fonction de sa période orbitale autour de ce primaire.

Cette longueur des jours sera un problème important avec un tas d'autres problèmes.

Étant donné que l'OP pose des questions sur une planète semblable à la Terre, nous parlons d'atmosphère / d'océans stables à long terme. La planète aura besoin d'un champ magnétique puissant pour aider à maintenir l'atmosphère et protéger la surface du rayonnement à haute énergie associé au champ magnétique des géantes gazeuses.

La planète devra être suffisamment grande pour maintenir la tectonique des plaques pendant des milliards d'années, car c'est ainsi que l'atmosphère secondaire de la Terre se reconstitue. Heureusement, les scientifiques ont fait des travaux là-dessus et une planète avec une masse de 0,3 masse terrestre devrait être suffisamment massive.

Mais alors il y a la question de la longueur de la période orbitale puisque cela définit la longueur du jour des planètes. Plus la période orbitale est longue, plus le temps de cuisson du côté lumière du jour et le côté nuit est dans l'obscurité. Je ne sais pas combien de temps peut durer une journée, avant que la durée du jour (et de la nuit) ne devienne préjudiciable à un climat habitable. Pensez aux températures extrêmes que nous pouvons subir en raison de la nuit/du jour. Maintenant, prolongez la journée de manière significative et les variations de température doivent s'aggraver.

Pour Io, la durée du jour est de 42 heures. Pour Callisto, la durée du jour est de 17 jours. Pour Japet, la durée du jour est de 79 jours.

Le jour d'Io est donc probablement raisonnable, mais la lune est si proche de Jupiter que les forces de marée en font le corps le plus volcaniquement actif du système solaire et qu'elle refait constamment la surface à une échelle de temps qui fait que la Terre ressemble à un monde relativement inactif. En gardant à l'esprit que l'activité volcanique est aussi ce qui maintient l'atmosphère terrestre. Une lune dans la gamme de masse de la Terre avec une géochimie semblable à celle de la Terre pourrait potentiellement lutter pour éviter un effet de serre incontrôlable dû à l'activité volcanique étendue. Cela pourrait peut-être être résolu en éloignant la géante gazeuse de l'étoile.

L'autre problème avec l'orbite d'Io est qu'elle la rapproche du rayonnement à haute énergie du champ magnétique de Jupiter. Le déplacer plus loin réduit ce problème mais augmente le problème avec la durée de la journée.

Un autre problème potentiel est que si la planète est de masse terrestre, elle est capable d'accréter et de maintenir une atmosphère H/He primordiale de l'ordre de 1%, ce qui serait suffisant pour perturber la géochimie de la planète et rendre la lune inhabitable.

Il y avait des aspects inhabituels dans la formation de notre système solaire. L'un d'eux est que les noyaux de la planète terrestre n'ont pas atteint une masse suffisante avant que le disque de gaz ne se dissipe pour acquérir une enveloppe H/He massive. Le disque de gaz s'est dissipé en 3 à 5 millions d'années et la Terre avait environ 0,5 à 0,6 masse terrestre à cette époque. Au cours de la prochaine

100 millions d'années, la Terre a fini d'accréter des planétésimaux et a atteint sa masse finale. Mais au moment où la Terre était suffisamment massive pour accumuler d'importants H/He, le gaz s'était longtemps dissipé.

Je ne dirais pas impossible, mais une Terre habitable comme la Lune autour d'une géante gazeuse est un scénario improbable qui nécessiterait encore plus de choses pour aller bien que ce qui s'est passé avec la Terre.


Géantes gazeuses dans la zone habitable

Parce que le ciel est plein de surprises, nous ne pouvons pas nous permettre d'être trop doctrinaires sur ce que pourrait être la découverte de demain. Après tout, les «Jupiters chauds» étaient considérés comme extrêmement improbables par tous sauf quelques-uns, et même ici dans le système solaire, des sondes comme nos Voyagers ont révélé une chose surprenante après l'autre - les volcans sur Io ont été prédits juste avant l'arrivée de Voyager, mais qui a pensé que nous les voyions réellement en train d'entrer en éruption ? Je ne pense donc pas qu'on puisse écarter l'idée de lunes habitables autour d'une géante gazeuse dans la zone habitable, mais il y a des raisons de se demander combien elles seraient nombreuses.

Nous avons déjà eu cette discussion sur Rêves Centauri, et bien que j'aime l'idée d'un énorme "Jupiter" suspendu dans le ciel d'une planète verdoyante et porteuse de vie, certains facteurs s'y opposent, comme l'a souligné récemment le lecteur FrankH. Un problème est que les lunes autour d'une géante gazeuse seront probablement constituées en grande partie de glace et de roche, car la planète elle-même se serait formée au-delà de la ligne des neiges et aurait migré dans la zone habitable. Une lune de la taille de Mars va fondre et, compte tenu de sa faible vitesse de fuite, perdra progressivement son atmosphère dans ces régions plus chaudes.

Nous pourrions imaginer des scénarios de capture alors qu'une géante gazeuse en migration se déplace dans le système intérieur chaud, mais il est difficile de voir cela comme un événement fréquent. La question clé pour moi serait de savoir quels facteurs régissent la formation des lunes géantes gazeuses en premier lieu, et quelle est la probabilité de trouver des lunes beaucoup plus grandes que Mars ? Les travaux continus de David Kipping sur l'exomoune ont suggéré que nous pourrions détecter une lune d'environ 0,2 masse terrestre avec la technologie existante, mais c'est beaucoup plus grand que Ganymède, et nous n'avons pas d'analogue dans notre propre système solaire.

Image: Représentation d'un artiste d'un coucher de soleil du point de vue d'une lune imaginaire semblable à la Terre en orbite autour de la planète géante, PH2 b. La scène est spectaculaire, mais quelle est la probabilité que les géantes gazeuses aient des lunes au-delà de la taille de Mars ? La réponse à la question attend d'autres travaux sur la détection des exomounes. Crédit : H. Giguère, M. Giguère/Université de Yale.

Nous continuons donc la chasse et la spéculation. Tout cela me vient à l'esprit à cause de la découverte de PH2 b-a, la deuxième planète à être confirmée par le projet Planet Hunters. Les volontaires de Planet Hunters viennent de tous les horizons et utilisent leurs ordinateurs pour analyser les données du domaine public de la mission Kepler. L'idée derrière le projet était que les humains, avec leur don unique de reconnaissance de formes, pourraient voir des choses dans des courbes de lumière que les algorithmes de Kepler avaient manquées. Debra Fischer (Yale University), scientifique principale de Planet Hunters, défend l'idée, en particulier à la lumière des découvertes les plus récentes, qui incluent un certain nombre d'autres candidats :

« Nous assistons à l'émergence d'une nouvelle ère dans le projet Planet Hunters où nos volontaires semblent être au moins aussi efficaces que les algorithmes informatiques pour trouver des planètes en orbite à des distances de zone habitable des étoiles hôtes. Maintenant, la chasse ne cible pas seulement n'importe quelle ancienne exoplanète - des volontaires se dirigent vers des mondes habitables.

La température de surface estimée sur PH2 b-a est de 46 degrés Celsius, nous sommes donc bien dans la zone habitable mais sans aucune preuve de lunes encerclant la géante gazeuse. Les travaux avec le spectrographe HIRES et le système d'optique adaptative NIRC2 sur les télescopes Keck sur le Mauna Kea ont confirmé l'existence de la planète, qui avait été détectée par des volontaires examinant les courbes de lumière de Kepler. Au total, Planet Hunters identifie dans l'article sur ce travail 43 nouvelles découvertes, dont la plupart ont des périodes orbitales supérieures à 100 jours. Les résultats augmentent le nombre de planètes géantes gazeuses candidates avec des périodes orbitales de plus de 100 jours et des rayons entre Neptune et Jupiter de trente pour cent. Neuf candidats sont membres de systèmes multi-planètes. Et notez ceci :

Parmi ces nouveaux candidats, une vingtaine semblent orbiter à des distances où la température au sommet de l'atmosphère serait cohérente avec les températures des zones habitables. La plupart de ces planètes candidates à la zone habitable ont des rayons comparables ou supérieurs à Neptune, cependant, une candidate (KIC 4947556) a un rayon de 2,60 ± 0,08 R et peut être une SuperTerre ou un mini-Neptune.

Que les lunes habitables imaginaires existent ou non, il s'agit d'un travail exceptionnel et d'un hommage au pouvoir de la «science citoyenne» dans l'identification des candidats que le pipeline de détection et de validation automatiques de Kepler a négligés. L'article sur les dernières détections passe en revue les candidats précédents du projet et la planète confirmée PH1 b, un monde intéressant dans une orbite circumbinaire de 137 jours autour d'un binaire à éclipse dans un système stellaire quadruple. L'article ajoute que les volontaires de Planet Hunters sont les plus efficaces pour détecter les candidats au transit avec des rayons supérieurs à 4 rayons terrestres, tandis que les mondes plus petits sont mieux récupérés grâce à des algorithmes mathématiques.

Pour en savoir plus, voir Ji Wang et al., « Planet Hunters. V. Une planète confirmée de la taille de Jupiter dans la zone habitable et 42 planètes candidates à partir des données d'archives Kepler », soumis à Le Journal d'Astrophysique (préimpression).

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Commentaire final de la cryoconservation.
Geler les gens va se produire - cette introduction énonce les deux problèmes qui seront finalement résolus. Tôt plutôt que tard j'espère.

Cryobiologie. Manuscrit de l'auteur disponible dans PMC 2011 le 1er août.
Publié sous forme éditée finale comme :
Cryobiologie. 61 août 2010 (1) : 133-141.
Publié en ligne le 22 juin 2010. doi: 10.1016/j.cryobiol.2010.06.007
PMCID : PMC2921571 NIHMSID : NIHMS216625

Formation de glace intracellulaire dans des monocouches confluentes de cellules souches dentaires humaines et dommages membranaires

Mariia Zhurova,1,2 Erik J. Woods,3,4 et Jason P. Acker1,2
Introduction.
La cryoconservation est le processus de préservation de la viabilité des cellules et des tissus en les congelant et en les stockant à des températures inférieures à zéro en dessous desquelles aucune réaction biochimique ne se produit [20]. Pendant la congélation à des températures aussi basses, les cellules peuvent être endommagées, appelées lésions de congélation. Il y a deux causes principales de blessures causées par le gel. La première a lieu lorsque les cellules sont refroidies lentement. Dans ce cas, la formation de cristaux de glace dans l'espace extracellulaire provoque l'efflux osmotique de l'eau de la cellule. L'efflux osmotique de l'eau entraîne une concentration accrue de solutés intracellulaires, provoquant des dommages cellulaires potentiels dus à la toxicité des solutés. L'autre cause générale de blessure due au gel se produit lorsque les cellules sont refroidies rapidement. Lors d'un refroidissement rapide, l'eau n'a pas assez de temps pour quitter la cellule, ce qui conduit à la surfusion du cytoplasme cellulaire et à la formation de cristaux de glace à l'intérieur de la cellule [18].

Pour en revenir au sujet des exounes habitables, Mars a perdu son atmosphère parce qu'elle est trop petite pour avoir un champ magnétique assez fort pour se protéger du rayonnement solaire, mais il semble que les exounes glaciales qui ont dégelé alors que leur planète en spirale dans la zone habitable seraient protégées par le champ magnétique de la planète hôte et pourrait avoir une atmosphère.

Je n'avais jamais pensé qu'une lune de type Mars pouvait être protégée du vent solaire d'une planète jovienne autour de laquelle la lune pourrait être en orbite.

Et juste comme ça, une exomoon n'a pas nécessairement besoin d'un noyau de fer lourd pour soutenir la vie. C'est comme faire d'une pierre deux coups d'une manière amusante. Cela améliore certainement les perspectives.

Bien que je suppose que cela serait gâché si l'intensité et la proximité du rayonnement du jovien étaient trop importantes pour que la vie puisse prendre pied.


Un signe de vie possible juste à côté de la Terre, sur Vénus

Les images utilisées pour créer cette vue de Vénus ont été acquises par le vaisseau Mariner 10 les 7 et 8 février 1974. Des décennies après que le Mariner 2 a survolé la planète en 1962, beaucoup de choses sur la planète restent inconnues. Nasa masquer la légende

Les images utilisées pour créer cette vue de Vénus ont été acquises par le vaisseau Mariner 10 les 7 et 8 février 1974. Des décennies après que le Mariner 2 a survolé la planète en 1962, beaucoup de choses sur la planète restent inconnues.

Les scientifiques disent avoir détecté un gaz dans les nuages ​​de Vénus qui, sur Terre, est produit par la vie microbienne.

Les chercheurs se sont creusés la tête en essayant de comprendre pourquoi ce gaz toxique, la phosphine, est présent en telles quantités, mais ils ne peuvent penser à aucune explication géologique ou chimique.

Le mystère soulève la possibilité étonnante que Vénus, la planète qui se rapproche le plus de la Terre alors qu'elle siffle autour du soleil, pourrait avoir une sorte de vie florissante à plus de 30 miles de hauteur dans ses nuages ​​jaunes et brumeux.

Rien ne pourrait vivre sur ce qui passe pour terre sur Vénus, ses plaines volcaniques lisses sont un paysage d'enfer brûlant assez chaud pour faire fondre le plomb, où les températures dépassent 800 degrés Fahrenheit. Haut dans les nuages, cependant, les pressions, les températures et les niveaux d'acidité seraient moins intenses, bien que toujours ignobles.

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Comment la tache rouge de Jupiter rend les choses bien au-dessus d'elle chaude, chaude, chaude

Les nuages ​​​​sont beaucoup plus acides que tous les environnements où les microbes ont élu domicile sur Terre. Et au lieu d'eau, les nuages ​​de Vénus contiennent des gouttelettes d'acide sulfurique concentré, l'atmosphère est tellement dépourvue d'eau qu'elle est plusieurs fois plus sèche que le désert le plus sec de la Terre.

Dans l'ensemble, cela semble être un endroit improbable pour la vie. Néanmoins, le nouveau rapport de la revue Astronomie de la nature fait parler les astrobiologistes et les planétologues. Deux télescopes différents, à deux moments différents, ont regardé Vénus et ont vu la signature chimique qui est unique à la phosphine. Si ce gaz est vraiment là, Vénus a soit une sorte d'activité géologique ou chimique en cours que personne ne comprend, ou une vie extraterrestre pourrait vivre juste à côté.

À bien des égards, Vénus est similaire à la Terre. "Avant son effet de serre assez dramatique et incontrôlable, la surface était assez habitable", explique Clara Sousa-Silva du MIT, qui explique qu'il existe depuis longtemps une théorie selon laquelle Vénus aurait pu être habitée et que la vie aurait pu conserver un forteresse dans les nuages. Même Carl Sagan a eu cette idée dans les années 1960.

C'est pourquoi elle était si intriguée lorsque Jane Greaves de l'Université de Cardiff l'a contactée. Greaves a partagé qu'elle et certains collègues avaient récemment trouvé une abondance estimée de 20 parties par milliard de phosphine dans les nuages ​​de Vénus. Sousa-Silva avait étudié la phosphine comme une biosignature possible qui pourrait indiquer le potentiel de la vie présente sur des planètes en orbite autour d'étoiles lointaines.

Le bidirectionnel

Les astronomes trouvent 7 planètes de la taille de la Terre autour d'une étoile à proximité

À première vue, la phosphine peut sembler une molécule amusante à associer à la vie, étant donné qu'il s'agit d'une "molécule hautement inflammable, extrêmement toxique et extrêmement malodorante", explique Sousa-Silva. "C'est une molécule extrêmement dangereuse qui tue de diverses manières imaginatives, toutes très définitives et macabres."

"Il est largement utilisé comme fumigant et il a été utilisé comme agent de guerre chimique pendant la Première Guerre mondiale", dit-elle, notant que le gaz incolore peut brûler avec une lumière verte et bleue.

Quant à son odeur, eh bien, "apparemment, ça sent essentiellement la mort", dit Sousa-Silva. "Ça sent juste horrible. Une fois, je pense, nous avons trouvé un rapport de quelqu'un disant que ça sentait comme les couches rances de la progéniture de Satan."

Parce que la phosphine interfère avec le métabolisme de l'oxygène, elle est toxique pour la majorité de la vie sur Terre. Pourtant, dit Sousa-Silva, "il y a beaucoup de vie, principalement dans l'ombre, qui n'apprécie pas particulièrement l'oxygène et ne dépend pas de l'oxygène. Et ces écosystèmes anaérobies sur Terre produisent heureusement de la phosphine en assez grandes quantités. "

La vie qui fabrique de la phosphine sur Terre se trouve dans les marécages et les stations d'épuration et au fond des lacs, dit-elle, ainsi que dans les intestins des animaux - c'est pourquoi la phosphine peut être détectée dans leurs flatulences.

"Ce n'est pas la vie que nous trouverions agréable", dit Sousa-Silva. "Encore une fois, ils nous trouvent probablement dégoûtants."

La phosphine est si chimiquement réactive qu'elle se décompose rapidement, alors comment s'est-elle accumulée dans les nuages ​​de Vénus ? Les chercheurs ont envisagé des sources possibles à la surface de Vénus, ainsi que la livraison par des météorites, la création par la foudre ou des réactions chimiques obscures dans l'atmosphère. Rien de ce qu'ils ont imaginé ne pouvait faire l'affaire.

Cela a laissé la possibilité de la vie. Sur Terre, tous les microbes dans les nuages ​​circulent de haut en bas depuis la surface, mais cela ne serait pas possible sur Vénus car la surface est si mortelle, explique Janusz Petkowski du MIT. Toute vie dans les nuages ​​de Vénus, dit-il, devrait en quelque sorte survivre dans de l'acide sulfurique hautement concentré qui est environ un milliard de fois pire que n'importe quel environnement acide sur Terre.

C'est très difficile à imaginer, dit Petkowski. « Mais est-ce impossible ? Je dirais que ce n'est pas impossible.

Pour savoir ce qui se passe réellement, dit-il, les scientifiques pourraient devoir simplement envoyer une mission sur Vénus qui pourrait échantillonner la chimie des nuages.

Les appels à un nouveau regard sur Vénus se sont déjà multipliés, avant même cette nouvelle découverte. Une mission qui enverrait une sonde sphérique plonger dans l'atmosphère de Vénus jusqu'à sa surface, par exemple, est l'une des propositions que la NASA envisage actuellement pour l'exploration future du système solaire.

"Vénus est comme un géant inconnu", déclare Hilaire Hartnett de l'université d'État de l'Arizona. "C'est l'une des planètes que nous connaissons presque le moins dans notre propre système solaire."

L'astrobiologiste de la NASA Giada Arney est d'accord. "S'il y avait de la vie dans les nuages ​​de Vénus, ce serait extraordinaire, mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas à propos de l'environnement de Vénus", dit-elle. Alors que l'équipe de recherche qui a produit cette nouvelle étude a clairement réfléchi aux processus non vivants qui pourraient produire de la phosphine sur Vénus, « il y a beaucoup de choses sur Vénus que nous ne comprenons toujours pas, ou que nous comprenons mal. prendre le travail combiné des communautés de Vénus et d'astrobiologie pour répondre pleinement à cette question importante."

Vénus a été la première planète jamais visitée par un vaisseau spatial, lorsque Mariner 2 de la NASA a survolé en 1962. Avant cette mission, les scientifiques ne pouvaient que regarder son linceul de nuages ​​et se demander ce qu'il y avait sous eux. Mariner 2 a montré que la surface de Vénus était une fournaise inhospitalière, il ne pouvait donc pas s'agir du genre de jungle primordiale que certains avaient imaginée.

Les conditions à la surface sont si extrêmes qu'il est difficile d'envoyer une sonde capable de survivre. En 1982, le vaisseau spatial soviétique Venera 13 n'a duré que quelques heures après son atterrissage, envoyant à la maison des photos de roches brun orangé avant de succomber.

Vénus n'a pas toujours été comme ça, c'était beaucoup plus confortable. De nouveaux modèles climatiques montrent que Vénus aurait pu maintenir de l'eau liquide à sa surface il y a à peine un milliard d'années, explique Stephen Kane de l'Université de Californie à Riverside.

Si la découverte de phosphine représente "les vestiges d'un écosystème passé, cela signifie qu'il aurait probablement dû maintenir sa présence dans les nuages ​​pendant environ un milliard d'années", explique Kane, qualifiant cela de "problème extrêmement difficile" à résoudre.

"Nous devons sérieusement considérer qu'il existe une explication géologique beaucoup plus naturelle que nous n'avons tout simplement pas encore trouvée", a déclaré Kane.

Il note que fréquemment, lorsque les scientifiques parlent de trouver des « biosignatures » qui pourraient indiquer la présence possible de vie, ils se concentrent sur des planètes lointaines autour d’étoiles autres que notre soleil. Ces planètes, note Kane, sont si éloignées qu'elles sont pratiquement inaccessibles au cours de la vie humaine, mais Vénus est à portée de main.

"C'est un test pour nous car dans ce cas, nous pouvons aller sur Vénus", explique Kane. "C'est vraiment un test incroyablement important pour l'ensemble du concept de biosignatures."

La seule présence de phosphore dans l'atmosphère de Vénus est fascinante, même si elle ne s'avère pas liée à la vie sur Vénus, explique Hartnett. Elle souligne que sur Terre, le phosphore est l'épine dorsale du code génétique et la monnaie énergétique des cellules, mais les scientifiques savent peu de choses sur la façon dont le phosphore est distribué dans les planètes.

"La détection de la phosphine est passionnante", convient Bethany Ehlmann, planétologue à Caltech. "Bien sûr, vous savez, le gros aspect alléchant est que cela pourrait être la vie."

Mais, faisant écho à Carl Sagan, dit-elle, "" Les allégations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires. " Mettez la phosphine sur Vénus dans la liste des mystères, de grands mystères, du système solaire."


Un pas de géant vers la défaite du plus grand ennemi de l'astronomie : l'atmosphère terrestre

En astronomie, voir plus loin et plus faiblement que jamais nécessite trois approches simultanées.

1.) Construire de plus grands télescopes, collecter plus de lumière et produire des résolutions plus élevées.

2.) Mise à niveau de vos instruments, optimisation des données de chaque photon arrivant.

3.) Surmonter les effets de distorsion de l'atmosphère terrestre.

Le moyen le plus simple de surmonter l'atmosphère est depuis l'espace, en l'évitant complètement.

Cependant, les télescopes spatiaux sont chers, difficiles à entretenir et limités en taille/charge utile.

Des télescopes beaucoup plus grands peuvent être construits au sol, où l'atmosphère terrestre est inévitable.

Même à haute altitude, avec un air doux et sec et un ciel sans nuages, la distorsion atmosphérique est sévèrement limitante.

Une partie de toute lumière entrante est immédiatement analysée pour des distorsions identifiables de sources ponctuelles connues.

Les algorithmes calculent la forme d'un miroir nécessaire pour « déformer » cette lumière.

Un miroir secondaire « adapte » sa forme pour contrer la distorsion atmosphérique.

Ce schéma intelligent crée une image nette qui peut surpasser même les capacités de Hubble.

Cette décennie, le GMTO et l'ELT deviendront les premiers télescopes terrestres de classe 30 mètres.

La NSF vient d'octroyer 17,5 millions de dollars à GMTO, y compris le développement de sept miroirs secondaires adaptatifs fonctionnant ensemble, simultanément.

Grâce à cette nouvelle technologie, l'imagerie directe d'exoplanètes rocheuses pourrait enfin devenir possible.

Mostly Mute Monday raconte une histoire astronomique en images, visuels et pas plus de 200 mots. Parlez moins souriez plus.


De quoi est faite l'atmosphère de Jupiter ?

Jupiter est une planète intrigante, et pas seulement à cause de sa masse. La première des planètes extérieures et une géante gazeuse qui éclipse notre minuscule planète, Jupiter et sa grande tache rouge est un sujet d'étude depuis que Galilée a tourné son télescope vers elle. En savoir plus sur ce monde extraterrestre ne fait que nous impressionner davantage. Voyons de quoi est faite la plus grande atmosphère de notre système solaire :

1. Il y a quelques « couches » de l'atmosphère.
L'atmosphère de Jupiter se sépare en couches qui ont chacune leur propre composition. La couche nuageuse supérieure est constituée de glace d'ammoniac, celle du milieu est constituée de cristaux d'hydrosulfure d'ammonium et la troisième est probablement constituée de vapeur d'eau et de glace.

2. La majeure partie de Jupiter est une atmosphère, il n'y a pas de surface réelle.
Alors que ces trois couches définissent des limites spécifiques au sein de l'atmosphère de Jupiter, la grande majorité est composée d'hydrogène et d'hélium. En fait, la quantité totale d'hydrogène et d'hélium dans l'atmosphère représente la majeure partie de la masse de Jupiter. La planète elle-même est principalement une atmosphère sans surface mais peut-être un océan d'hydrogène liquide.

3. La grande tache rouge.
La Grande Tache Rouge est la portion la plus connue de l'atmosphère de Juptier. C'est une tempête géante qui dure depuis des centaines d'années (elle a été officiellement observée pour la première fois en 1830). Étant donné que Jupiter n'a pas de surface pour interférer, des tempêtes comme celle-ci peuvent continuer à faire rage apparemment pour toujours.

Eva Braun

Hélio

Catastrophe

Astéroïde en approche ? Est-ce LA ?

Patrick Gisler

Bien que Jupiter n'ait peut-être pas de "surface", il peut très bien y avoir des surfaces de sulfure d'hydrogène d'ammonium solide à environ 175 milles sous le sommet des nuages. Les solides peuvent être de minuscules flocons, boules de neige, îles flottantes ou même des blocs de la taille d'un continent flottant de manière flottante dans l'atmosphère dense d'hydrogène supercritique.

Il existe en fait des preuves de solides dans l'atmosphère jovienne. Les motifs d'interférence de Von Karmann affichés dans les sommets des nuages ​​sont caractéristiques de l'écoulement de fluide sur des objets solides irréguliers. Il peut y avoir d'autres explications ou mécanismes pour ces modèles d'interférence. Mais jusqu'à ce que la NASA mette une autre sonde dans l'atmosphère jovienne pour le découvrir, le sulfure d'hydrogène d'ammonium solide flottant en profondeur dans cet océan d'hydrogène super critique peut contribuer aux schémas observés au sommet des nuages.

Il est intéressant de noter que les températures, les pressions et les régimes chimiques signalés par la sonde Galileo à la fin de sa descente sont similaires à la température, à la pression et au régime chimique trouvés dans les dépôts sédimentaires sous-marins profonds de la Terre. Ces sédiments sous-marins abritent ubiquitairement des microbes Archaea qui se développent et se reproduisent dans des conditions anoxiques et presque anhydres, consommant de l'ammoniac. Selon les estimations publiées, ces microbes très primitifs mangeurs d'ammoniac sont les plus grands occupants de la Terre à la fois en nombre et en volume. Étant donné que des conditions similaires se trouvent en profondeur dans l'atmosphère jovienne, il est possible que des microbes similaires existent sur Jupiter.

En utilisant un peu d'imagination, des microbes de type Archaea et leurs descendants évolutifs peuvent occuper des masses solides flottantes dans l'atmosphère jovienne consommant joyeusement de l'ammoniac. Peut-être que les Archaea sur Terre ont été éclaboussées de Jupiter à cause d'un impact. Soit dit en passant, toute vie supérieure sur Terre a probablement évolué à partir d'Archaea.


Contenu

Les méthodes suivantes tentent de transformer les planètes en quelque chose d'utile pour les colons qui se déplaceront vers leurs satellites.

Soleil artificiel[modifier | modifier la source]

L'idée est que les réactions de fusion nucléaire peuvent être déclenchées à l'intérieur du noyau d'une géante gazeuse. Les planètes géantes ont suffisamment d'hydrogène, mais leur masse est inférieure à ce qui est nécessaire pour déclencher une réaction thermonucléaire par elle-même. Si elles avaient une masse suffisante, elles seraient déjà devenues des étoiles de type M ou au moins des naines brunes. Pourtant, il y a l'idée, au moins dans les films de science-fiction, que des géants suffisamment grands (comme Jupiter) peuvent être artificiellement transformés en de nouvelles étoiles.

Si la fusion de l'hydrogène ou au moins du deutérium commençait d'une manière ou d'une autre à l'intérieur du noyau de Jupiter, la planète se développerait et la pression interne diminuerait jusqu'à ce qu'elle ne corresponde plus aux conditions requises pour que les réactions nucléaires se poursuivent. L'étoile artificielle serait de courte durée. Pourtant, le temps nécessaire à la nouvelle étoile ratée se refroidir est plus long qu'une vie humaine.

Une autre façon de chauffer une géante gazeuse est de créer un Fausse étoile. Il suffit de chauffer la planète jusqu'à ce qu'elle atteigne 3000 degrés, ce qui est suffisant pour créer l'illusion d'une étoile. Il faudrait alors des siècles pour se refroidir. Cela pourrait être fait avec d'énormes explosions. Cependant, les modèles théoriques suggèrent que de nombreuses géantes gazeuses ont des couches chaudes de gaz sous leur haute atmosphère. Si, d'une manière ou d'une autre, nous parvenions à mélanger leurs couches de gaz, nous pourrions apporter de la chaleur à la couche supérieure. Ce processus devrait être maintenu pendant des siècles, afin de maintenir des températures suffisamment élevées.

le Théorie de l'impact pourrait également être appliqué aux géantes gazeuses. Si nous parvenions à entrer en collision avec deux gros objets (par exemple, une planète de classe Jupiter avec une planète de la taille de Neptune), l'impact générerait la chaleur nécessaire et mélangerait également leurs atmosphères. Cependant, l'énergie nécessaire pour perturber les orbites de deux géants est énorme et seule une civilisation très avancée serait capable de le faire. Aussi, il y aurait un risque élevé de collision entre la planète détournée et les lunes. L'augmentation de la masse de la planète principale affecterait également l'orbite de ses lunes. Cette méthode est trop risquée à utiliser.

Une autre méthode pour chauffer une géante gazeuse est la Théorie de l'impact de la lune. Cela ne fonctionnerait pas pour les géantes gazeuses de notre système solaire, car elles n'ont pas de lunes assez grandes. Pourtant, il est possible que certaines géantes gazeuses dans d'autres systèmes soient binaires. Imaginez un Jupiter avec une lune de la taille de Neptune en orbite rapprochée (comme Pluton et Charon), et d'autres lunes sur des orbites plus éloignées, certaines d'entre elles suffisamment grandes pour la colonisation humaine et en orbite autour du binaire. Colliding the planet and its giant moon would have much effect on the motions of outer planets, but it would heat the planet by up to 2000 degrees.

Artificial Luminosity [ edit | modifier la source]

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 | modifier la source]

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 et 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.​