|
На некоторых экзопланетах есть облака песка
|
|
|
|
Большинство облаков на Земле состоят из воды, но за пределами нашей планеты они бывают разных химических разновидностей. Например, верхняя часть атмосферы Юпитера покрыта желтыми облаками, состоящими из аммиака и гидросульфида аммония. А на мирах за пределами нашей Солнечной системы есть облака, состоящие из силикатов, семейства породообразующих минералов, которые составляют более 90% земной коры. Но исследователи не смогли наблюдать условия, при которых образуются эти облака из мелких пылинок. Новое исследование, опубликованное в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, дает некоторое представление: исследование показывает диапазон температур, при котором силикатные облака могут образовываться и видны в верхних слоях атмосферы далекой планеты. Это открытие было получено в результате наблюдений устаревшего космического телескопа НАСА «Спитцер» за коричневыми карликами — небесными телами, которые находятся между планетами и звездами, — но оно вписывается в более общее понимание того, как работают планетарные атмосферы.
|
|
|
|
«Понимание атмосфер коричневых карликов и планет, где могут образовываться силикатные облака, также может помочь нам понять, что мы увидим в атмосфере планеты, которая по размеру и температуре ближе к Земле», — сказал Станимир Метчев, профессор экзопланетных исследований в Западном университете. Университет в Лондоне, Онтарио, и соавтор исследования. Шаги для создания любого типа облака одинаковы. Сначала нагрейте ключевой ингредиент, пока он не превратится в пар. При правильных условиях этим ингредиентом может быть множество вещей, включая воду, аммиак, соль или серу. Захватите его, охладите ровно настолько, чтобы он сконденсировался, и вуаля — облака! Конечно, горные породы испаряются при гораздо более высокой температуре, чем вода, поэтому силикатные облака видны только на горячих планетах, таких как коричневые карлики, использованные в этом исследовании, и на некоторых планетах за пределами нашей Солнечной системы.
|
|
|
Хотя они формируются как звезды, коричневые карлики недостаточно массивны, чтобы запустить процесс синтеза, который заставляет звезды сиять. Атмосферы многих коричневых карликов почти неотличимы от атмосферы планет с преобладанием газа, таких как Юпитер, поэтому их можно использовать в качестве прокси для этих планет. До этого исследования данные со «Спитцера» уже свидетельствовали о наличии силикатных облаков в нескольких атмосферах коричневых карликов. (Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба сможет подтвердить наличие этих типов облаков на далеких мирах.) Эта работа была проделана в течение первых шести лет миссии Спитцера (запущенной в 2003 году), когда на телескопе работали три прибора с криогенным охлаждением. Однако во многих случаях свидетельства существования силикатных облаков на коричневых карликах, наблюдаемых Спитцером, были слишком слабыми, чтобы их можно было подтвердить самостоятельно.
|
|
|
|
Для этого последнего исследования астрономы собрали более 100 таких маргинальных обнаружений и сгруппировали их по температуре коричневого карлика. Все они попали в предсказанный температурный диапазон, при котором должны образовываться силикатные облака: примерно от 1900 градусов по Фаренгейту (около 1000 градусов по Цельсию) до 3100 градусов по Фаренгейту (1700 градусов по Цельсию). Хотя отдельные обнаружения незначительны, вместе они выявляют определяющую черту силикатных облаков. «Нам пришлось копаться в данных «Спитцера», чтобы найти эти коричневые карлики, где были какие-то признаки силикатных облаков, и мы действительно не знали, что найдем», — сказал Хенаро Суарес, научный сотрудник Западного университета и ведущий автор исследования. новое исследование. «Мы были очень удивлены тем, насколько убедительным был вывод, когда у нас были нужные данные для анализа».
|
|
|
|
В атмосфере более горячей, чем верхняя граница диапазона, установленного в исследовании, силикаты остаются парами. Ниже нижнего конца облака превратятся в дождь или опустятся ниже в атмосферу, где температура выше. На самом деле исследователи считают, что силикатные облака существуют глубоко в атмосфере Юпитера, где температура намного выше, чем наверху, из-за атмосферного давления. Силикатные облака не могут подниматься выше, потому что при более низких температурах силикаты затвердевают и не остаются в виде облаков. Если бы верхняя часть атмосферы была на тысячи градусов горячее, облака аммиака и гидросульфида аммония на планете испарились бы, а силикатные облака потенциально могли бы подняться наверх. Ученые обнаруживают в нашей галактике все более разнообразный зверинец планетарной среды. Например, они нашли планеты, одна сторона которых постоянно обращена к своей звезде, а другая постоянно находится в тени — планеты, на которых могут быть видны облака разного состава, в зависимости от наблюдаемой стороны. Чтобы понять эти миры, астрономам сначала нужно понять общие механизмы, которые их формируют.
|
|
|
|
Источник
|
