Puslu atmosfere sahip, su açısından zengin iki dış gezegenin çizimi. Kredi bilgileri: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins Üniversitesi
Bilim insanları, su zengini ötegezegenlerdeki puslu koşulları simüle etme konusunda önemli bir atılım yaparak, dünya dışı yaşam arayışında bu uzak dünyaları gözlemlemenin zorluklarına dair yeni bilgiler sundu.
Araştırmacılar, su açısından zengin ötegezegenlerde puslu gökyüzünün oluşmasına izin veren koşulları başarılı bir şekilde simüle etti. Bu, bulanıklığın yer ve uzay teleskoplarıyla yapılan gözlemleri nasıl karıştırdığını belirlemede çok önemli bir adımdır.
Ötegezegen Çalışması için Yeni Araçlar
Araştırma, dış gezegenlerin atmosferik kimyasını incelemek için yeni araçlar sunuyor ve bilim adamlarının su dışı gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini modellemesine yardımcı olacak ve güneş sistemimizin ötesinde yaşam arayışına yardımcı olabilecek bulgular sunacak.
Johns Hopkins Üniversitesi’nden ortak yazar Sarah Hörst, “Büyük resim, güneş sisteminin dışında yaşam olup olmadığıdır, ancak bu tür bir soruyu yanıtlamak, tüm farklı türlerin, özellikle de çok su içeren gezegenlerde, gerçekten ayrıntılı modellemeyi gerektirir” dedi. Yer ve gezegen bilimleri alanında doçent. “Bu çok büyük bir zorluktu çünkü bunu yapacak laboratuvar çalışmamız yok, bu yüzden tüm bu büyük süslü teleskoplarla aldığımız verilerden daha fazlasını elde etmek için bu yeni laboratuvar tekniklerini kullanmaya çalışıyoruz. .”
Ekip bulgularını 27 Kasım’da dergide yayınladı. Doğa Astronomi.
Çığır Açan Laboratuvar Çalışması
Araştırmacılar, bir gezegenin atmosferinin sis veya başka parçacıklar içerip içermediğinin, küresel sıcaklıklar, gelen yıldız ışığı seviyeleri ve biyolojik aktiviteyi engelleyebilecek veya teşvik edebilecek diğer faktörler üzerinde belirgin bir etkiye sahip olduğunu söyledi.
Ekip deneyleri Hörst’ün laboratuvarında özel olarak tasarlanmış bir odada gerçekleştirdi. Hörst, güneş sisteminin ötesindeki su gezegenlerinde ne kadar sis oluşabileceğini belirleyen ilk kişiler olduklarını söyledi.
Pus, gaz içinde asılı duran katı parçacıklardan oluşur ve ışığın o gazla etkileşime girme şeklini değiştirir. Farklı düzeylerde ve türde pus, parçacıkların atmosferde nasıl yayıldığını etkileyebilir ve bilim adamlarının teleskoplarla uzak gezegenler hakkında tespit edebileceklerini değiştirebilir.
Ötegezegen Gözlemindeki Zorluklar
“Bir gezegenin yaşanabilir olup olmadığını görmeye çalışırken aradığımız ilk şey sudur ve halihazırda su ile ilgili heyecan verici gözlemler mevcuttur. dış gezegen atmosferler. Ancak deneylerimiz ve modellemelerimiz bu gezegenlerin büyük olasılıkla pus içerdiğini gösteriyor” dedi Johns Hopkins’teki araştırmayı yöneten gezegen bilimcisi Chao He. “Bu pus, bir ötegezegenin atmosferik kimyası ve moleküler özelliklerine ilişkin görüşümüzü bulanıklaştırdığı için gözlemlerimizi gerçekten karmaşık hale getiriyor.”
Bilim insanları, ışığın atmosferden nasıl geçtiğini inceleyen teleskoplarla ötegezegenleri inceliyor ve atmosferik gazların bu ışığın farklı tonlarını veya dalga boylarını nasıl emdiğini tespit ediyor. Çarpık gözlemler, havadaki su ve metan gibi önemli maddelerin miktarlarının ve atmosferdeki parçacıkların türü ve seviyelerinin yanlış hesaplanmasına yol açabilir. Hörst, bu tür yanlış yorumlamaların bilim adamlarının küresel sıcaklıklar, atmosferin kalınlığı ve diğer gezegen koşulları hakkındaki sonuçlarına zarar verebileceğini söyledi.
Gezegen Dışı Atmosferlerin Simülasyonu
Ekip, dış gezegenlerde yaygın olduğu varsayılan su buharı ve diğer bileşikleri içeren iki gaz karışımı hazırladı. Bir yıldızdan gelen ışığın, pus parçacıkları üreten kimyasal reaksiyonları nasıl başlatacağını simüle etmek için bu karışımları ultraviyole ışıkla ışınladılar. Daha sonra atmosferdeki ışıkla nasıl etkileşime gireceklerini anlamak için parçacıkların ne kadar ışık emdiğini ve yansıttığını ölçtüler.
Yeni veriler, GJ 1214 b olarak adlandırılan iyi çalışılmış bir ötegezegenin kimyasal imzalarını önceki araştırmalardan daha doğru bir şekilde eşleştirdi ve farklı optik özelliklere sahip bulanıklıkların bir gezegenin atmosferinin yanlış yorumlanmasına yol açabileceğini gösterdi.
Gelecekteki Araştırma Yönergeleri
Uzaylı atmosferlerinin güneş sistemimizdekilerden çok farklı olabileceğini söyleyen Hörst, farklı atmosferik kimyalara sahip 5.000’den fazla doğrulanmış ötegezegenin bulunduğunu da sözlerine ekledi.
Ekip şimdi, teleskoplarla gördüklerini daha doğru bir şekilde temsil eden, gaz karışımlarıyla laboratuvar yapımı daha fazla pus “analogları” oluşturmak için çalışıyor.
“İnsanlar bu verileri, atmosferdeki ve gezegenin yüzeyindeki sıcaklığın nasıl olduğunu, bulutların olup olmadığını, bulutların ne kadar yüksek olduğunu ve nelerden oluştuğunu anlamak için bu atmosferleri modellediğinde kullanabilecekler. Hörst, “Rüzgarların hızı ya da hızı ne kadar” dedi. “Bütün bu tür şeyler, büyük resmi anlamaya çalışırken sadece genelleştirilmiş testler yapmak yerine dikkatimizi belirli gezegenlere odaklamamıza ve deneylerimizi benzersiz hale getirmemize gerçekten yardımcı olabilir.”
Referans: Chao He, Michael Radke, Sarah E. Moran, Sarah M. Hörst, Nikole K. Lewis, Julianne I. Moses, Mark S. Marley tarafından yazılan “JWST ile gözlemlenebilir su açısından zengin dış gezegen atmosferlerinde organik bulanıklık analoglarının optik özellikleri” , Natasha E. Batalha, Eliza M.-R. Kempton, Caroline V. Morley, Jeff A. Valenti ve Véronique Vuitton, 27 Kasım 2023, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-023-02140-4
Diğer yazarlar arasında Johns Hopkins’ten Michael Radke ve Sarah E. Moran; Cornell Üniversitesi’nden Nikole K. Lewis; Uzay Bilimleri Enstitüsü’nden Julianne I. Moses; Arizona Üniversitesi’nden Mark S. Marley; Natasha E. Batalha NASAAmes Araştırma Merkezi; Eliza M.-R. Maryland Üniversitesi’nden Kempton, College Park; Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Caroline V. Morley; Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden Jeff A. Valenti; ve Grenoble Alpes Üniversitesi’nden Véronique Vuitton.