Чужие атмосферы воссозданы на Земле

10.03.2018

Суперземья и мини-Нептуны имеют радиус от одного до четырех раз больше Земли

Согласно двум новым статьям, исследователи впервые создали химию атмосферы на далеких планетах в лаборатории.

Они обнаружили, что туманы, такие как углеводороды, покрывающие Луну Титана Сатурна, могут быть получены на классе экзопланет, известных как суперземья и мини-Нептуны.

Химические дымки и облака могут влиять на температуру поверхности и потенциал для поддержки планеты.

Работа может помочь в будущих исследованиях.

Экзопланеты или внесолнечные планеты, орбитальные звезды, отличные от наших.

Теперь у команды есть дальнейшая работа, анализирующая состав частиц мутности, которые они произвели.

«Мы очень рады узнать, где формируются частицы, из чего они сделаны, и что это означает для органических запасов для происхождения жизни», - говорит доктор Сара Хёрст, автор исследования, опубликованной в Nature Astronomy на этой неделе , сообщает BBC News.

«Я думаю, что мы будем много узнавать о [нашей] Солнечной системе от проведения этих экспериментов. Мы не хотим узнавать об одной планете, мы хотим узнать, как работают планеты».

Proxima b - ближайшая экзопланета к Земле

«Это большой шаг в исследованиях экзопланет», - сказал д-р Кристиан Хеллинг из Центра науки о экзопланете в Университете Сент-Эндрюса.

«Это еще раз показывает, что экспериментальная работа и сложное моделирование - очень мощные инструменты, поскольку они могут работать рука об руку», - сказала она BBC News.

Супер-Земли и мини-Нептуны - самая распространенная группа экзопланет, обнаруженных до сих пор.

Ближайшая супер-Земля, Proxima b, находится на расстоянии более 40 триллионов километров от Земли, что очень затрудняет наблюдение в деталях.

Что такое дымка, и почему это важно?

«Облака и туман определяют температуру и химию атмосферы, а также то, как глубоко мы можем заглянуть в атмосферу планеты», - объяснил д-р Хеллинг.

«Экзопланетные облака могут быть сделаны из сверкающих минералов, в дополнение к фотохимическим дымкам, которые производятся только в лаборатории».

В то время как облака формируются из непрерывного циклирования материала, подобно гидрологическому циклу на Земле, процесс создания дымки является «более односторонней поездкой», по словам доктора Хёрста.

Затем твердые частицы остаются в атмосфере планеты, где они могут рассеивать свет и влиять на температуру поверхности или перемещаться на поверхность посредством осаждения.

Как построить планету

Команда д-ра Хёрста в Университете Джона Хопкинса в Балтиморе воспроизвела атмосферу девяти потенциальных миров, чтобы более внимательно изучить, как эта химия атмосферы может функционировать.

Отличительные газовые смеси, каждая из которых богата водородом, водой или двуокисью углерода, подвергались воздействию холодного плазменного разряда. Это инициировало химические процессы, очень похожие на полярные сияния, видимые в нашей собственной Солнечной системе.

Были также похожие красочные побочные эффекты.

планетарная атмосфера реагирует на холодный плазменный разряд в лаборатории

Затем «атмосферы» образовывали частицы дымки в течение трех дней, которые собирались на кварцевых дисках в реакционной камере.

Красочные открытия продолжались, когда одна из богатых водородом атмосфер создавала оливково-зеленую дымку.

«Это было очень интересно для нас, - говорит д-р Хёрст. «С частицами, которые имеют такой крайний цвет, есть вероятность, что, если их не так много, они все равно могут оказать сильное влияние на то, как энергия движется в атмосфере».

В глазах смотрящего

В нашей Солнечной системе атмосферная дымка также играет удивительную роль в атмосфере Сатурна.

«Одна из причин, по которой Юпитер более заметен в видимом свете, состоит в том, что он имеет меньше частиц дымки. Если вы посмотрите на Сатурн в инфракрасном диапазоне, вы увидите, что в атмосфере гораздо больше структуры, которую вы не видите в видимой, и это из-за дымки », - объясняет д-р Хёрст.

Поверхностные озера Титана затушевываются его туманной углеводородной атмосферой

Жизнь, но не так, как мы ее знаем

Космического телескопа Джеймса Вебба, из - за запуска в 2019 году, будет иметь возможность более внимательно посмотреть на атмосферах экзопланет и потенциально охотиться на биосигнатуры - признаки жизни.

Д-р Хёрст надеется, что работа ее команды будет полезна для устранения ошибочных органических подписей, но она отмечает, что результаты показывают, что экзопланеты могут быть способны создавать строительные блоки на всю жизнь.

«Если на какой-либо из этих планет есть жизнь, есть приличный шанс, что органические вещества в атмосфере сыграли роль в происхождении или эволюции».