С тех пор как в 1992 году были обнаружены первые экзопланеты - планеты вне нашей Солнечной системы, астрономы зарегистрировали более 3700 из них по звездам по всей галактике. В последнее десятилетие мы фактически начали «видеть» некоторые экзопланеты с помощью различных технологий визуализации, обнаруживая разноцветные облака и дымку. Проблема в том, что наш опыт работы с инопланетной атмосферой ничтожно мал, и мы не знаем, что представляют собой эти дымки. Вот почему в новом исследовании исследователи воссоздали атмосферу инопланетных миров в лаборатории, предоставив им модель для понимания этих туманных миров, сообщает Марти Хэлтон на BBC.
Согласно пресс-релизу, наши нынешние телескопы способны достаточно прилично взглянуть на некоторые планеты, чтобы мы могли использовать спектрометрию, чтобы определить основные элементы их атмосферы. Но когда дело доходит до туманной атмосферы, наши инструменты выходят из строя. Вот почему исследователи из Университета Джона Хопкинса решили попробовать смоделировать эти атмосферы, чтобы лучше их понять.
Команда сначала создала компьютерные модели различных атмосфер, которые могли бы быть возможными на двух общих классах планет, называемых суперземлями и мини-нептунами, которые не встречаются в нашей домашней солнечной системе. Комбинируя различные соотношения углекислого газа, водорода и газообразной воды с гелием, окисью углерода, метаном и азотом и моделируя то, что происходит с этими комбинациями при трех наборах температур, они моделировали возможные атмосферы 9 туманных планет.
Затем команда создала эти атмосферы в лаборатории, пропуская эти газы в плазменную камеру, чтобы имитировать взаимодействия с солнечным ветром, который реагирует с газами в атмосфере, создавая частицы тумана. Хэлтон сообщает, что некоторые реакции были довольно красочными: жгучий оливково-зеленый и фиолетовый. Исследователи собирали атмосферные частицы, осажденные на кварцевых пластинах в течение трех дней. Исследование появляется в журнале Nature Astronomy .
В отличие от облаков, которые постоянно рассеиваются и реформируются, Сара Хёрст, ведущий автор исследования, объясняет, что дымка - это скорее односторонний процесс. Она написала в 2016 году, что дымка и облака состоят из частиц, взвешенных в атмосфере, но частицы тумана накапливаются в атмосфере, где они могут рассеивать свет и влиять на температуру.
Следующим шагом является анализ частиц тумана, созданных в камере, чтобы понять, как они могут взаимодействовать со светом и влиять на температуру планеты. Эксперимент относится не только к экзопланетам. Это также может дать нам некоторое представление о туманных соседях, таких как Титан, луна Сатурна, которая является кандидатом на поддержку жизни. Исследование 2013 года, основанное на данных космического корабля Cassini, показало, что дымка Титана была произведена полициклическими ароматическими углеводородами, теми же веществами, которые создают дымку из выхлопных газов автомобилей (а также при сжигании угля или даже древесины) здесь, на Земле. Исследование может помочь исследователям понять, как дымка Титана влияет на Луну и влияет на возможность жизни в туманном мире.
«Мы очень рады выяснить, где образуются частицы, из чего они сделаны, и что это значит для органических запасов для происхождения жизни», - говорит Хёрст Халтону. «Я думаю, что мы многому научимся о [нашей] Солнечной системе из этих экспериментов. Мы не хотим изучать только одну планету; мы хотим узнать, как работают планеты ».
Хотя изображения экзопланет все еще относительно редки, это не будет продолжаться долго, и будет полезно иметь представление о составе туманной атмосферы. В 2019 году запланирован запуск космического телескопа Джеймса Уэбба, и он покажет лучшие проблески экзопланет, а в 2020-х годах появится новое поколение наземных телескопов, таких как гигантский телескоп Магеллана.
