Ученые НАСА «готовят» атмосферы экзопланет в лабораторной печи

Ученые из Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL) НАСА разработали новый рецепт для «выпекания» атмосферы экзопланеты в лабораторной печи: берем стакан водорода, щепотку монооксида углерода, облучаем полученную смесь ультрафиолетовым светом и «выпекаем» в печи при температуре 1200 градусов Цельсия в течение 200 часов. Вуаля! Теперь полученную газовую смесь можно анализировать.

Это исследование ставит целью моделирование атмосфер горячих юпитеров – газовых планет, обращающихся очень близко к родительской звезде. Температуры в верхних слоях горячих юпитеров могут составлять от 500 до 2800 градусов Цельсия, и эти планеты непрерывно подвергаются мощному облучению ультрафиолетом со стороны родительской звезды.

Благодаря большим размерам и ярким атмосферам, горячие юпитеры могут быть изучены при помощи спектральных методов подробнее, чем планеты многих других классов. Однако до сих пор при изучении атмосфер горячих юпитеров ученые не могут понять, почему в них формируется туман, особенно на больших высотах и в областях низкого давления, где вероятность образования облаков существенно снижена.

Для ответа на этот вопрос команда ученых из JPL во главе с Бенджамином Флёри (Benjamin Fleury) воссоздала в лаборатории атмосферу горячего юпитера, используя модельную смесь из водорода и 0,3 процента монооксида углерода (CO). Эту газовую смесь команда нагревала до различных температур, не превышавших 1230 градусов Цельсия. В этой, первой серии опытов команда не наблюдала появление аэрозолей в имитированной атмосфере. Однако после введения в систему третьего компонента – ультрафиолетового излучения, воздействующего на искусственную атмосферу в течение одной недели – произошло образование значительных количеств тумана, представляющего собой тонкие частицы твердых веществ, взвешенные в газовой среде. Таким образом, исследование показало, что УФ излучение играет большую роль в формировании атмосфер горячих юпитеров, пояснили авторы.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.