Månen och andra månar

För att inte grumla soppan i onödan skrivs jordens naturliga satellit, Månen, med stort ”M”. Därmed hänvisar ”måne” till vilken som helst av de närmare 200 månarna som finns i vårt solsystem.

Solsystemerts_maanar
Det finns fler månar än de som syns på denna bild. Bland annat har lilla dvärgplaneten Pluto både Nix, Hydra, Kerberos och Styx förutom Charon som syns på bilden. Originalbild: NASA

På nåt sätt känns det smått kränkande att vi människor har bara en måne i omloppsbana kring vår hemplanet. Till och med asteroiden ”Florence” som 1.9.2017 passerade Jorden sågs ha två månar som sällskap. Å andra sidan har vår måne haft stor betydelse för den stabilitet Jorden har och, genom tidvattenkraften, varit med och påverkat förhållandena på Jorden så att liv, så som vi känner det, kunnat uppstå. Det är ju inte heller illa.

Om det är nån tröst, saknar både Merkurius och Venus månar helt och hållet.

EuropaIoJupiter_NASA_JPL_Caltech
Bild: NASA JPL / Caltech

I vårt solsystem finns två stora stenmånar, Jupiters måne Io och Månen. De övriga stora månarna har en yta av is och under ytan vatten/is/sten i olika förhållanden. Is är för övrigt ett ord man ska vara försiktig med när det gäller himlakroppar i solsystemet. På Jorden betyder is fruset vatten. Vatten i sin tur betyder en molekyl bestående av två väteatomer och en syreatom. Vätet i fråga ska därtill vara av den enkla isotopen med en proton och en elektron.

Jupiters måne Europa, vars yta illustreras i bilden intill antas vara god för mer vatten än all den mängd vatten som finns på Jorden. Betyder det då att Europa är synnerligen rik på vatten eller att vi bor på en planet med en ringa mängd vatten, oceanernas stora yta till trots?

Förhållandet is/sten ökar med avståndet. Utanför solsystemets frostlinje på ett avstånd av 2,7 AU, i stort sett mitt i asteroidbältet, gör avsaknaden av värme att vätebindningar såsom vatten, amoniak, och metan kondenseras till fasta korn. I en ackretionsskiva deltar dessa korn i bildandet av nya himlakroppar. Frostlinjen löper där temperaturen är kring 150K eller -123ºC. Det förklarar varför de isiga månarna återfinns utanför asteroidbältet.

Avståndet till värdplaneten påverkar också månarnas sammansättning. Nära planeten genererar ”tidvattenkraften” så pass mycket energi att det är de steniga månarna som ”överlever”. Detta är tydligt om vi ser på Jupiters Galileiska månar. Io, som ligger närmast Jupiter är en vulkanisk stenmåne. Ju längre ut vi kommer desto isigare är månarna. Callisto, som ligger ytterst av de fyra månarna, har det högsta is/sten -förhållandet.

Galileiska_maanarna
Jupiters Galileiska månar. Fr.v. Io, Europa, Ganymedes och Callisto. Originalbild: NASA/JPL/DLR

Sten i detta sammanhang betyder material med en smältpunkt högre än 500K, 227ºC. Sådana beståndsdelar ger planeten en högre densitet eftersom sten är tyngre än is. Io, närmast Jupiter har en densitet på 3,528 g/cm³, Europas densitet är 3,014 g/cm³, Ganymedes’ 1,942 g/cm³ medan Callisto ytterst har en densitet på 1,834g/cm³. I princip väger en låda material från Io nästan dubbelt så mycket som motsvarande låda från Callisto. Det är tydligt att vi har mera is när vi kommer långt bort från Solen, förutsatt att vi inte är väldigt nära en massiv planet.

Planeten Pluto har många tagit till sitt hjärta. Många har undrat över huruvida det var rätt att beröva den dess status som planet? Sen, när vi såg New Horizons’ bilder från nära håll och för första gången såg Plutos hjärtformade ”fasad”, var kärleken mellan mänsklighet och himlakropp befäst.

1024px-Pluto-Charon-v2-10-1-15
Pluto och Charon är gravitationellt låsta så att Charon alltid vänder samma sida mot Pluto. I detta all är också Pluto låst i förhållande till Charon så att dvärgplaneten alltid vänder samma sida mot sin största måne. Pluto och Charon kan helt enkelt inte få nog av varandra. Bild: NASA, New Horizons

Namnet på Plutos måne Charon har också en kärlekskantad historia. Namn på månar ges nämnligen inte hur som helst. De bestäms sist och slutligen av den Internationella Astronomiska Unionen, IAU, och följer då ett tema som valts för just den planetens månar. Saturnus’ månar har namn efter titaner, Jupiters månar efter guden Jupiters/Zeus’ älskarinnor (Jupiter har ett försvarligt antal månar – jo) och Plutos månar har fått namn refererande till dödsriket i den grekiska mytologin.

När James Christy först upptäckte en måne kring Pluto 1978 fick den det provisoriska namnet S/1978 P 1. S för satellit. P för Pluto och 1 för att det var den första månen kring Pluto upptäckt just 1978. Sen blir det mer intressant. Christy föreslog att månen skulle heta Charon, ett bra klingande namn likt ”Char” som han kallade sin fru Charléne. Charon råkar ju också vara förjkarlen som tog de döda över floden Styx (som också är namnet på en av Plutos månar), men då uttalas namnet ”Karon”. Hur som helst, och trots officiella källors råd om uttal, brukas bland engelsk-talande astronomer uttalet ”Sharon” så som Christy i tiderna gjorde.

Det ska tusan tjafsa om regelverk när en man ska hedra sin fru.

Pluto_Charon
Plutos och Charons dans är ett utmärkt exempel på att omloppsbanor går kring himlakropparnas gemensamma masscentrum, barycenter. Ju mindre skillnaden i massa är desto bättre syns fenomenet. Detta är också ett fenomen man kan ge akt på för att hitta planeter i omloppsbana kring en avlägsen stjärna. Bild: NASA, New Horizons

 

Pluto (2)
Bild: NASA, ESA, and Marc W. Buie (Southwest Research Institute)

Pluto och Charon får också påminna oss om hur överraskade vi kan bli när vi besöker en annan himlakropp än den vi bor på. I och för sig kanske inte New Horizons tur förbi Pluto kan anses vara ett regelrätt besök, men att få data som samlats över kort avstånd sänt oss långt ifrån kan vara ögonöppnare. Jämför gärna New Horizons’ bild av Pluto och Charon, tidigare i denna text,  med bilden intill, som var den bästa bilden vi hade av Pluto så länge vi fick förlita oss på de data rymdteleskopet Hubble gett gett oss tillhanda. Det är skillnad. Stor skillnad. Och vi är många som gillar den skillnaden. Av den anledningen fälldes också en hel del tårar när Cassinis resa tog slut.

Cassini, som Marcus Rosenlund kallade Solsystemets mästerfotograf, gav oss en mängd underbara bilder. I allt det vackra finns den mest underbara information. Saturnus ringar har, så länge man haft möjligheter att se dem, fascinerat människan. Annars skulle inte barnböckernas planeter ha ringar omkring sig. Hur underbart är det då inte att vi haft en rymdsond som studerat dessa ringar på nära håll – i 13 år. En sond, som under dess Grand Finale tog oss in mellan Saturnus och dess ringar.

Daphnis_Saturnus_Aring
Saturnus måne ”Daphnis” skapar vågor i A-ringen. Bild: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Vad händer då när en måne har sin omloppsbana innuti en av Saturnus’ ringar?

Daphnis’ omloppsbana kring Saturnus har skapat en drygt 40 km bred gata i A-ringen. Innanför månen rör sig ringen något snabbare än månen och utanför rör sig ringen något långsammare. Helt enligt omloppsbanornas fysik. De (svall)vågor som Daphnis med sin utsträckta längd på fem kilometer skapar i ringen syns därför på båda sidor om månen.

Cassini gav oss väldigt mycket ny information och putsade den information vi hade från tidigare. ESA’s landare Huygens, som följde med Cassini till Saturnus, genomförde den mest avlägsna landningen någon farkost hittils gjord av nån farkost som människor byggt. Huygens landade på den enda måne som har en tät atmosfär och som har ett landskap med berg älvar och sjöar. Dock är amdskapet uppbyggt av något helt annat än vi tänker oss med Jorden som referens.

Descent_to_Titan
Titans yta, sedd genom Huygens ögon. Bild: ESA/NASA/JPL/University of Arizon.

Titans orangea dimma tros bildas när Solens ultravioletta ljus delar metanet i atmosfären. 98% av Titans atmosfär utgörs av kväve, samma kväve som utgör kring 78% av Jordens atmosfär.

Titan kan hysa grundbultar till liv och därmed ge oss ledtrådar till hur livets ursprung. Därför avslutades Cassinis resa så att sonden numera är en del av den planet den observerade i 13 år. Man ville helt enkelt inte ta risken att infektera vare sig Titan eller Enceladus med eventuella beståndsdelar till liv farkosten burit med sig från Jorden.

LindaSpilker
Linda Spilker berättade i avslutningsskedet av Cassini-projektet att det varit ett paradigmskifte när det gäller vår uppfattning av liv utanför vår egen planet.

När våra forskarögon kallibreras för att iaktta något nytt lär vi oss, bokstavligen, att se med nya ögon. Begreppet ”Måne” leder oss till en himlakropp, en naturlig satellit, som kretsar kring en planet i ett solsystem. Det säger ingenting om himlakroppens uppbyggnad eller dess eventuella atmosfär. Ingenting om dess omloppsbana eller huruvida den är gravitationellt låst till ”sin” planet. Nu är dock sinnena vidöppna för det som kan dölja sig i, och under, de isiga månarnas yta.

ESA’s projekt ”JUICE” har nyss tagit ett avgörande lyft från ritbordet för att 2022 starta mot Jupiter där, förutom planeten, de isiga månarna Europa, Callisto och Ganymedes står i tur för närmare undersökningar. Kulmen på det uppdraget är åtta månader i omloppsbana kring Ganymedes. Det blir första gången en sond finns i omloppsbana kring en främmande måne. En måne som kan ha de ingredienser som krävs för liv så som vi känner det.

De isiga månarna kring Jupiter spännande. Väldigt spännande. Varför skulle annars även amerikanarna vara på väg till Europa?

 

Mer om stenmånarna Månen och IO

Månen – ett möjligheternas klot


JanJan är lärare i matematik, fysik och vetenskapliga tillvalsämnen på Sursik skola i Pedersöre, Finland, samt resursperson på skolresurs.fi. Att ta in världsrymden i klassrummet ger ofta, åtminstone, ett delsvar på frågan ”Varför?”, en fråga som hörs rätt ofta i samband med matematikundervisningen. Att dryfta stora frågor ger nyfikenheten näring, vilket i sin tur är en av nyckelingredienserna till framgång.

 

2 kommentarer

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google+-foto

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s