Создан инопланетный смог
Ученые Университета Джона Хопкинса в Балтиморе создали аналог инопланетного смога, который может возникать в атмосфере экзопланет, содержащих большое количество жидкой воды. Результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, помогут определить, существуют ли пригодные для жизни планеты среди тех, что наблюдаются космическим телескопом имени Джеймса Уэбба.
Эксперимент был проведен с использованием специально собранной для этой цели камеры PHAZER (англ. Planetary Haze Research) в виде цилиндра из нержавеющей стали. Исследователи изучали оптические свойства дымки, возникающей в двух газовых смесях, нагретых до температуры 400 или 300 кельвинов. Смеси включали различные концентрации воды, метана, углекислого газа, азота, гелия и водорода, характерные для водных планет. Тлеющий электрический разряд внутри камеры запускал цепь химических реакций, в результате чего возникали новые газы и твердые частицы.
Затем ученые измеряли плотность дымки, а также определяли спектр пропускания, то есть те длины волн света, которые поглощаются ею. Значения плотности составили 1,32 и 1,26 грамма на кубический сантиметр для экзопланет с температурой 300 и 400 кельвинов соответственно. Это больше, чем часто используемое в исследованиях гипотетическое значение в один грамм на кубический сантиметр.
Выявленные оптические константы, которые характеризуют взаимодействие света с частицами дымки, были использованы для моделирования спектров атмосферы экзопланеты GJ 1214 b с равновесной температурой 596 кельвинов. Эта планета обладает атмосферой, богатой водородом или водяным паром со значительной долей водорода или гелия, что соответствует экспериментальной смеси. Наблюдения, проведенные телескопом Хаббла, указывают на возможное существование слоя дымки.
Ранее для интерпретации данных широко использовались оптические свойства дымки и сажи на Титане, но экзопланеты могут значительно отличаться от спутника Сатурна. Было показано, что различия в оптических константах дымки оказывают заметное влияние на спектры и на то, как ученые интерпретируют результаты наблюдений.
В настоящее время ученые работают над созданием большего количества лабораторных аналогов дымки с помощью газовых смесей, которые более точно отражают данные, полученные с помощью телескопов.