Jupiter: Freund oder Feind?

Wenn ein Asteroid oder Komet mit der Erde zusammenstößt, kann das für die Lebewesen unangenehm werden. Schon kleinere Objekte, die nur ein paar dutzend Meter durchmessen können große lokale Zerstörung anrichten. Und sollte ein kilometergroßer Brocken auf die Erde stürzen sind die Auswirkungen global und Massensterben die Folge.

Ob solche Kollisionen stattfinden, hängt von vielen Faktoren ab. Die Bewegung der erdnahen Asteroiden ist prinzipiell chaotisch und schwer für lange Zeiträume vorhersagbar. Die Population der erdnahen Asteroiden ist außerdem nicht stabil: Kollisionen mit Planeten und der Sonne verringern ihre Zahl; außerdem verlassen viele nach nahen Begegnungen mit größeren Himmelskörpern und dem folgenden gravitativen "Stoß" das Sonnensystem. Andererseits wird das Reservoir an erdnahen Asteroiden immer wieder aus dem Hauptgürtel der Asteroiden (zwischen den Bahnen von Jupiter und Mars) nachgefüllt.

Jupiter spielt hier eine besondere Rolle. Er ist der massivste und größte Planet in unserem Sonnensystem und beeinflusst die Dynamik der Kleinkörper maßgeblich. Es wird ihm auch nachgesagt, er würde die Erde vor allzu vielen Kollisionen beschützen. Seine Gravitationskraft würde Asteroiden, die vielleicht ansonsten irgendwann in die Nähe der Erde kommen, vorzeitig aus dem Sonnensystem werfen bzw. auf ungefährliche Bahnen zwingen.

Aber wie steht es wirklich mit der Beschützerrolle des Jupiters? Astronomen aus Großbritannien haben die Angelegenheit kürzlich mal genau nachgerechnet.

Jonathan Horner und Barrie Jones von der Open University in Milton Keynes haben die Rolle des Jupiters kritisch betrachtet. Jupiters "Beschützerfunktion" wird zum Beispiel oft erwähnt, wenn es darum geht, die Bedingungen in extrasolaren Planetensystem einzuschätzen.

Braucht es nicht nur einen erdähnlichen Planeten, der sich in der lebensfreundlichen, sogenannten "habitablen Zone" um einen Stern befindet sondern vielleicht auch noch einen Gasriesen wie Jupiter, der diese "zweite Erde" vor dem Bombardement mit Asteroiden schützt damit sich dort (höheres) Leben entwickeln kann?

Horner und Jones haben festgestellt, dass es zu diesem Thema erstaunlich wenig konkrete wissenschaftliche Arbeiten gibt. Finnische Forscher haben 2006 einen ähnlichen Ansatz untersucht und kamen zu dem Schluß, dass der Schutz durch Jupiter vielleicht gar nicht so groß ist, wie wir denken.

Und auch wenn man frühere Zeiten betrachtet, wäre die Erde ohne Jupiter vielleicht besser dran gewesen. Während der planetaren Migration in der Frühzeit des Sonnensystems hat Jupiter maßgeblich dazu beigetragen, dass die Erde gerade mit Asteroiden bombardiert wurde. Dieses "Late Heavy Bombardement" hätte es ohne Jupiter wohl nicht gegeben.

Horner und Jones wollten nun durch ausführliche numerische Simulationen der sache auf den Grund gehen: wie sehr beschützt uns Jupiter wirklich? Ihre Ergebnisse werden in Kürze im International Journal of Astrobiology veröffentlicht und können auch hier, hier und hier nachgelesen werden.

Die Asteroiden

Zuerst untersuchten sie den Einfluß von Jupiter auf die Asteroiden im Hauptgürtel. Aus diesem Bereich zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter kommt der überwiegende Teil der erdnahen Asteroiden, die uns dann schließlich gefährlich werden können. Resonanzen mit Jupiter können zu Bahnänderungen der ansonsten ungefährlichen Hauptgürtelasteroiden führen die dann Orbits entwickeln, die die Bahnen der inneren Planeten kreuzen. Jupiter erzeugt quasi erst die gefährlichen Asteroiden, vor denen er uns dann schützt!

Aber wie stark ist der Einfluß von Jupiter hier genau? Um das herauszufinden, simulierten Horner und Jones wie sich eine konkrete Ausgangspopulation von Asteroiden im Laufe der Zeit verändert und vor allem wieviele von ihnen schlußendlich mit der Erde kollidieren. Diese Simulation wurde dann für verschiedene schwerer "Jupiters" durchgeführt. Sie verwendeten 12 verschiedene Werte für die Masse die von einem hunderstel der Jupitermasse bis zur doppelten Jupitermasse reichten.

Die Ergebnisse waren interessant. Wenn Jupiter sehr viel kleiner wäre als normal - also in etwa so groß wie Uranus und Neptun - dann wäre der Schutz den er der Erde bieten könnte circa so gut wie mit seiner aktuellen Masse! So ein kleiner Jupiter ist zwar nicht so gut darin, Asteroiden aus dem Sonnensystem zu werfen - dafür ist er aber auch leicht genug, um nicht so viele Asteroiden aus dem Hauptgürtel in die Nähe der Erd zu bringen.

Ein noch kleinerer Jupiter wäre natürlich noch besser. Der würde dann fast gar keine Asteroiden mehr in die Nähe der Erde bringen. Aber dann wäre sowieso alles anders in unserem Sonnensystem. Dann würde es vielleicht gar keinen Asteroidengürtel geben. Der existiert ja nur, weil die Gravitationskraft des großen Jupiter dafür gesorgt hat, das sich dort kein Planet bilden konnte.

Auch ein größerer Jupiter brächte kaum eine Verbesserung. Die Schutzfunktion eines doppelt so schweren Jupiters unterscheidet sich kaum von der des normalen Jupiter.

Richtig interessant wird es aber bei den mittleren Größen! Ein Jupiter der zwischen einem fünftel (das ist etwa so groß wie der Saturn) und der Hälfte der aktuellen Masse hätte, wäre für die Erde sehr schlecht! Die Zahl der kollidierenden Asteroiden würde stark ansteigen. So ein Jupiter wäre kein guter Schutz - eher eine Gefahr für die Erde!

Diese Grafik fasst die Ergebnisse zusammen: die x-Achse zeigt die Masse, die Jupiter in der jeweiligen Simulation hatte; die y-Achse die Anzahl der Asteroidenkollisionen mit der Erde. Die vier Kurven geben den Zustand nach jeweils 1, 2, 5 und 10 Millionen Jahren (von unten nach oben) wieder. Man sieht gut, wie sich die Form der Kurve im Lauf der Zeit stabilisiert (Bild: Jones & Horner, 2009)Grund für das unterschiedliche Verhalten der Asteroiden bei unterschiedlichen Massen sind übrigens die Resonanzen. Ich habe ja schon mal beschrieben, dass es zwei verschiedene Arten gibt: Resonanzen der mittleren Bewegung und säkulare Resonanzen. Die Positionen (allerdings nicht ihre Größe) der Resonanzen der mittleren Bewegung hängt dabei nur von der Position des Jupiter ab - und die ändert sich ja bei den Simulationen nicht. Die säkularen Resonanzen hingegen werden von der Masse beeinflusst.

Eine einflußreiche säkulare Resonanz (für die Experten: die v6-Resonanz) liegt in der aktuellen Situation an der inneren Grenze des Asteroidengürtels. Verringert man die Masse des Jupiters, dann landet sie mitten im Gürtel und kann dort viel mehr Asteroiden in erdnahe Regionen schmeissen.

Die Beschützerrolle des Jupiters ist also weniger klar, als man bisher angenommen hat. Mit einem viel leichteren oder auch schwereren Jupiter wären wir genauso gut dran wie jetzt. Und ein Jupiter, der nur ein wenig leichter wäre als der aktuelle wäre sogar ein deutlich schlechterer Beschützer!

Zumindest gilt das für die Asteroiden...

Die Zentauren

Nicht nur die erdnahen Asteroiden können der Erde gefährlich werden - auch kurzperiodische Kometen können bei einer Kollision unangenehme Folgen verursachen.

Solche Kometen, die für einen Umlauf die Sonne weniger als 200 Jahre brauche, sta...

J. Horner, & B. W. Jones. (2008) Jupiter - friend or foe? I: the asteroids. International Journal of Astrobiology, vol. 7, parts 3. arXiv: 0806.2795v3

Jonti Horner, & Barrie W Jones. (2009) Jupiter - friend or foe? II: the Centaurs. International Journal of Astrobiology. arXiv: 0903.3305v1

J Horner, B W Jones, & J Chambers. (2009) Jupiter - friend or foe? III: the Oort cloud comets. International Journal of Astrobiology. arXiv: 0911.4381v1


See original: Research Blogging - All Topics - German Jupiter: Freund oder Feind?

Climategate emails fuel Republican ire

At a hearing on Capitol Hill yesterday, Republican senators hammered White House science officials about the emails leaked from prominent climate scientists two weeks ago.

“These e-mails show a pattern of suppression, manipulation and secrecy that was inspired by ideology, condescension and profit,” said Jim Sensenbrenner (Rep., Wis.) at a hearing of the House of Representatives’ Select Committee on Energy Independence and Global Warming. He quoted from eight of the emails in his opening statement, and charged that they read more like “scientific fascism than the scientific process”. (AP)

But John Holdren, the presidential science adviser, and Jane Lubchenco, the head of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), said that the affair did nothing to undermine the strong scientific consensus that the earth was warming, largely as a result of human activity.

Some Republicans called for a congressional enquiry into the dispute over the integrity of climate science (Wall Street Journal), but Holdren said that wasn’t needed, as the scientific community had its own process for investigating the legitimacy of data (ScienceInsider).

The debate also included a few science experiments performed by Lubchenco to demonstrate the acidification of the oceans. The hearing was supposed to focus on the latest in global warming findings, but as AP writes, Lubchenco’s “bubble-inducing experiments were ignored in favour of the more explosive emails”.

"These emails are an embarrassment on the brink of Copenhagen," added Candice Miller (Rep., Mich.) ( WSJ).

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Climate e-mail hack ‘will impact on Copenhagen summit’ by Richard Black

3/12/2009 BBC E-mails hacked from a climate research institute suggest climate change does not have a human cause, according to Saudi Arabia’s lead climate negotiator.Mohammad Al-Sabban told BBC News that the issue will have a “huge impact” on next week’s UN climate summit, with countries unwilling to cut emissions. He said the UN summit should [...]

See original: Resources for a sustainable future Climate e-mail hack ‘will impact on Copenhagen summit’ by Richard Black

The Same-Sex Marriage debate, greatly simplified

Yes, this one diagram pretty much covers all the bases.

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Update: details of Climatic Research Unit investigation unveiled

The University of East Anglia, UK, today released details about the investigation into the alleged hacking of e-mails from its Climatic Research Unit (CRU), which has sparked worldwide fury, lamentation, gnashing of teeth - and a robust editorial in this week's Nature.

According to a statement, the university has commissioned an independent review to:

Determine whether there is any evidence of the manipulation or suppression of data which is at odds with acceptable scientific practice and may therefore call into question any of the research outcomes.

Review CRU’s policies and practices for acquiring, assembling, subjecting to peer review and disseminating data and research findings, and their compliance or otherwise with best scientific practice.

Review CRU’s compliance or otherwise with the University’s policies and practices regarding requests under the Freedom of Information Act (‘the FOIA’) and the Environmental Information Regulations (‘the EIR’) for the release of data.

Review and make recommendations as to the appropriate management, governance and security structures for CRU and the security, integrity and release of the data it holds.

The review will be led by Sir Muir Russell, a former civil servant and former Principal and Vice-Chancellor of the University of Glasgow. He's also Chairman of the Judicial Appointments Board for Scotland.

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America wastes 40% of its food supply, up from 28% in 1974 [The World's Fair]

In "A hill of beans," The Economist reports that "the average American wastes 1,400 kilocalories a day." For those who would argue for industrial solutions to our food and agricultural problems because 'how else will we feed the world?,' I would argue that we first tackle problems of waste. Over-consumption leads to the problem of waste production . . . as pointed to by the study by "Kevin Hall and his colleagues at the National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases," as reported in the article linked above.

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Sandtrapped Rover Makes a Big Discovery

Homer's Iliad tells the story of Troy, a city besieged by the Greeks in the Trojan War. Today, a lone robot sits besieged in the sands of Troy while engineers and scientists plot its escape.

Welcome to "Troy" – Mars style. NASA's robotic rover Spirit is bogged down on the Red Planet in a place the rover team named after the ancient city.

So why aren't scientists lamenting?


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Cigarette smoking increases colorectal cancer risk

PHILADELPHIA -- New study results strengthen the evidence that people who smoke cigarettes over a long period of time have an increased risk for developing colorectal cancer, even after adjusting for other risk factors.


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Mammography and the risk of breast cancer from low dose radiation: Weighing the risks versus hysteria [Respectful Insolence]

I'm beginning to understand why evolutionary biologists are so sensitive about how creationists abuse and twist any research that they think can be used to cast doubt upon evolution. Whenever there is research that changes the way we look at evolution or suggest aspects of it that we didn't appreciate before, where scientists get excited because they see an opportunity for better understanding of evolution, creationists see a chance to use it to launch specious and fallacious attacks against evolution. Sadly, there is no shortage of creationists willing to make fools of themselves to try to prove their pseudoscience. Indeed, creationists have Casey Luskin, Michael Behe, Dr. Michael Egnor, and any number of gnats nipping away at evolution.

I have Mike Adams.

There's a difference, though. As important as evolution is to biology, as big a threat that creationists are to science literacy and education, they don't have the immediate and direct affects on life and limb that boosters of quackery like Mike Adams potentially have. This time around, where I see an interesting, if preliminary, study that may end up changing how we calculate the risk-benefit ratio of mammographic screening for breast cancer (or may not), Mike Adams sees yet more "evidence" that mammography is useless when it is anything but.

I'm referring to a study that was presented a couple of days ago at the Radiological Society of North America's annual meeting. It was done at University Medical Center Groningen in the Netherlands and has been reported widely in the news. Here's a Reuters report:

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Head and neck cancer survivors who use alcohol and cigarettes have increased death risk

PHILADELPHIA -- Cigarette smoking and alcohol consumption before head and neck cancer diagnosis strongly predicts the patient's future risk of death, according to published studies. Now, results of a new study show a similar effect among those who continued these habits after cancer diagnosis.


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Glyn Moody and Mark Surman join OKF Advisory Board!

We are very pleased to announce that we now have two new members on the Open Knowledge Foundation’s Advisory Board!

Glyn Moody, a technology writer and expert on all things open, and Mark Surman, Executive Director at the Mozilla Foundation and one of the founders of Open Everything, have recently joined our prestigious board of open [...]

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Neil Saunders: Guantanamole anyone? Bush years in edible exhibit Garfinkel honoured the moment with a Heck Of A Job Brownie - a chocolate brownie house nearly submerged in chocolate syrup with a person sitting on the roof.

Neil Saunders
Guantanamole anyone? Bush years in edible exhibit

Garfinkel honoured the moment with a Heck Of A Job Brownie - a chocolate brownie house nearly submerged in chocolate syrup with a person sitting on the roof. - http://neilfws.tumblr.com/post...

Guantanamole anyone? Bush years in edible exhibit    Garfinkel honoured the moment with a Heck Of A Job Brownie - a chocolate brownie house nearly submerged in chocolate syrup with a person sitting on the roof.
Mr. Gunn and Bill Hooker liked this
How about some sushi rolls shaped like towers, toppled over, with some of that orange roe across the top of them like flames, and a little wasabi shaped airplane. - Mr. Gunn

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