Исследование предлагает новые инструменты для изучения химического состава атмосферы экзопланет и поможет ученым смоделировать, как формируются и эволюционируют водные экзопланеты, выводы, которые могут помочь в поисках жизни за пределами нашей солнечной системы.
"Общая картина заключается в том, есть ли жизнь за пределами Солнечной системы, но попытка ответить на такого рода вопросы требует действительно детального моделирования всех различных типов, особенно на планетах с большим количеством воды", - сказала соавтор Сара Херст, адъюнкт-профессор наук о Земле и планетах университета Джона Хопкинса. "Это было огромной проблемой, потому что у нас просто не было лабораторной работы для этого, поэтому мы пытаемся использовать эти новые лабораторные методы, чтобы получить больше информации из данных, которые мы получаем с помощью всех этих больших навороченных телескопов".
По словам исследователей, наличие в атмосфере планеты дымки или других частиц оказывает заметное влияние на глобальные температуры, уровень поступающего звездного света и другие факторы, которые могут препятствовать или усиливать биологическую активность.
Команда проводила эксперименты в специально разработанной камере в лаборатории Херста. По словам Херста, они первыми определили, сколько дымки может образовываться на водных планетах за пределами Солнечной системы.
Дымка состоит из твердых частиц, взвешенных в газе, и она изменяет способ взаимодействия света с этим газом. Различные уровни и виды дымки могут влиять на то, как частицы распространяются в атмосфере, изменяя то, что ученые могут обнаружить о далеких планетах с помощью телескопов.
"Вода - это первое, на что мы обращаем внимание, когда пытаемся определить, пригодна ли планета для жизни, и уже ведутся захватывающие наблюдения за содержанием воды в атмосферах экзопланет. Но наши эксперименты и моделирование показывают, что эти планеты, скорее всего, также содержат дымку ", - сказал Чао Хэ, планетолог, возглавлявший исследование в университете Джона Хопкинса. "Эта дымка действительно усложняет наши наблюдения, поскольку затуманивает наше представление о химическом составе атмосферы экзопланеты и молекулярных особенностях".
Ученые изучают экзопланеты с помощью телескопов, которые наблюдают за тем, как свет проходит через их атмосферу, определяя, как атмосферные газы поглощают различные оттенки или длины волн этого света. Искаженные наблюдения могут привести к ошибочным расчетам количества важных веществ в воздухе, таких как вода и метан, а также типа и содержания частиц в атмосфере. По словам Херста, такие неверные толкования могут повлиять на выводы ученых о глобальных температурах, толщине атмосферы и других условиях на планете.
Команда создала две газовые смеси, содержащие водяной пар и другие соединения, которые, предположительно, распространены на экзопланетах. Они облучили эти смеси ультрафиолетовым излучением, чтобы смоделировать, как свет от звезды запускает химические реакции, которые приводят к образованию частиц дымки. Затем они измерили, сколько света поглощают и отражают частицы, чтобы понять, как они будут взаимодействовать со светом в атмосфере.
Новые данные более точно, чем предыдущие исследования, соответствовали химическим характеристикам хорошо изученной экзопланеты под названием GJ 1214 b, демонстрируя, что дымка с различными оптическими свойствами может привести к неправильному толкованию атмосферы планеты.
Инопланетная атмосфера может сильно отличаться от атмосферы в нашей солнечной системе, сказал Херст, добавив, что существует более 5000 подтвержденных экзопланет с различным химическим составом атмосферы.
В настоящее время команда работает над созданием новых лабораторных "аналогов" дымки из газовых смесей, которые более точно передают то, что они видят в телескопы.
Источник: Nature Astronomy, Университет Джона Хопкинса
Информация о космосе также есть в сообществе в ВК https://vk.com/fotoastronomiya
На изображении:
Иллюстрация двух богатых водой экзопланет с затуманенной атмосферой
Дополнительные материалы
