Å analysere den skumle tåken til den simulerte atmosfæren som er opprettet i laboratoriet, vil være et viktig skritt mot jakten på romvesener. Som du sikkert vet, vil James Webb Space Telescope studere planetariske atmosfærer på jakt etter signaler. Men hvordan vet du hva slags atmosfære som kan støtte livet?
Simuleringene vil bidra til å etablere atmosfæriske modeller som kan eksistere i fjerne verdener som kretser rundt stjerner i andre solsystemer, sier Sarah Hirst, assisterende professor i jord- og planetvitenskap ved Johns Hopkins University.
"En av grunnene til at vi startet dette arbeidet er å forstå om et tåkelag ville gjøre disse planetene mer eller mindre beboelige," sier Hirst. Verket ble publisert i Nature Astronomy.
Fingeravtrykk-søk
Planetologer og astronomer bruker moderne teleskoper for å finne ut hvilke gasser som er i atmosfærene til eksoplaneter. "Hver gass har et unikt fingeravtrykk," sier Hirst. "Hvis du måler et stort nok spektralområde, kan du forstå hvordan alle disse utskriftene overlapper hverandre."
Moderne teleskoper fungerer imidlertid ikke med alle typer eksoplaneter fordi de ikke takler tåke. Tåke består av faste partikler suspendert i en gass som endrer hvordan lyset samhandler med den gassen. Denne tilstopping av spektralavtrykk gjør det vanskelig å måle gassammensetningen.
Forskere har antydet at et lag med primitiv tåke, som ligner på ozonlaget, som beskytter jorden mot skadelig stråling, kan beskytte livet mot dets utseende. Det ville være fornuftig for et søk etter fremmede liv. Hirst mener at hennes laboratoriesimuleringer kan hjelpe eksoplanetologer med å bestemme hvilke typer atmosfærer som mest sannsynlig er tåke.
Kampanjevideo:
Eksoplaneter er generelt større enn jorden og mindre enn Neptun. Siden det ikke er funnet noen planeter i denne klassen i vårt solsystem, kompliserer vår begrensede kunnskap studiet.
Med lanseringen av Webb-teleskopet neste år, håper forskere å studere eksoplanetatmosfærer i detalj. Det nye infrarøde teleskopet vil kunne se tilbake i tid enda lenger enn Hubble, med en lysoppsamlingsflate som er 6,25 ganger større. Teleskopet kretser rundt solen i en avstand på 1,5 millioner kilometer fra jorden, og vil hjelpe forskere til å måle sammensetningen av atmosfærene til eksoplaneter og til og med finne byggesteinene i livet, hvis mulig.
"Vi prøver delvis å hjelpe folk med å velge hvor de skal studere," sier Hirst.
Miniatyr atmosfære
Ved hjelp av datamodeller satte Hirsts team sammen et sett med atmosfæriske komposisjoner som simulerer seper-earths, eller mini-neptunes. Ved å variere nivåene av tre dominerende gasser (karbondioksid, hydrogen og gassformig vann), fire andre gasser (helium, karbonmonoksid, metan og nitrogen), og tre sett med temperaturer, samlet de ni forskjellige "planeter".
Forskerne opprettet deretter de foreslåtte atmosfærene ved å blande gasser i et kammer og varme dem opp. I tre dager strømmet den oppvarmede blandingen gjennom plasmaenheten, noe som initierte kjemiske reaksjoner inne i kammeret.
“Energi bryter ned gassmolekylene vi begynner med. De reagerer med hverandre og produserer nye molekyler, noen ganger produserer de en fast partikkel (som danner en tåke), noen ganger gjør de ikke det, sier Hirst.
"Det grunnleggende spørsmålet i dette arbeidet er: hvilken av disse blandingene av gasser - fra disse atmosfærene - vil være tåke?", Spør Hirst.
Alle de ni alternativene, som forskerne fant, var i det minste litt vage. Overraskelsen var hvilke kombinasjoner som ga mer. Teamet fant de skitneste partiklene i to atmosfærer dominert av vann.
"I lang tid trodde vi at metankjemi var den eneste riktige måten å skape tåke på, men nå vet vi at det ikke er det," sier Hirst, og refererer til kjemi rik på både hydrogen og karbon.
Det neste trinnet for Hirst-gruppen vil være å analysere forskjellige typer tåke, og bestemme hvordan fargen og størrelsen på partikler påvirker samspillet mellom partikler og lys. De planlegger også å teste andre forbindelser, temperaturer, energikilder og teste forbindelsen produsert av tåken.
Ilya Khel
