Nadir bir Venüs güneş geçişi, dış gezegen atmosferlerinin çözülmesine yardımcı oluyor

Önümüzdeki on yılda araştırmacılar, yakın yıldızların etrafında dönen Dünya ve Venüs kadar küçük gezegenlerin atmosferini incelemeye başlayacaklar. Ancak bu iki güneş sistemi gezegeni boyut ve kütle yoğunluğu açısından benzer olmasına rağmen (bazıları onlara “ikiz” diyor) atmosferleri birbirine hiç benzemiyor. Bilim insanları ışık yılı uzaklıktan görülse onları birbirinden ayırabilecek mi?

Astrofizik ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (IA) liderliğindeki bir ekip, Venüs’ün çok uzakta başka bir gezegen sisteminde (bir dış gezegen) olduğunu iddia etti ve ne tür bilgiler elde edebileceklerini sordu. Sonuçlar şöyleydi: yayınlandı dergideki bir makalede Atmosfer ve büyük sıcak ötegezegenleri incelemek için kullanılan tekniklerin, çapı 10 kat daha küçük olanlara etkili bir şekilde uygulanabileceğini kanıtladılar.

Aynı zamanda, Dünya’nınki gibi nitrojen ağırlıklı ılıman atmosferler ile çoğunlukla karbondioksitten oluşan sıcak ve şiddetli Venüs atmosferi arasında ayrım yapabilecek işaretlerin tanımlanmasına da yol açıyor.

Araştırmanın ilk yazarı Alexandre, “Şu anda dış gezegenlerin atmosferlerini incelemek için kullanılan teknikler, yıldızlarına yakın, dolayısıyla sıcak bir atmosfere sahip dev gezegenler için etkilidir. Ancak Dünya veya Venüs kadar küçük cisimlerin atmosferini incelemek zordur” diyor. Branco, IA ve Lizbon Üniversitesi (Ciências ULisboa) Fen Fakültesi’nde yüksek lisans öğrencisi.

“En umut verici hedefler genellikle Venüs’e benzer bir yıldız radyasyon rejiminde yıkanıyor, bu nedenle ExoVenus’lar büyük olasılıkla atmosferleri karakterize edilen ilk küçük dünyalar olacak. Çalışmamızın amacı, Venüs’e sanki bir gezegene bakıyormuşuz gibi bakmaktı. ötegezegen.”

Venüs hakkında onlarca yıldır yapılan diğer çalışmalarla araştırmacılar, sonuçlarını doğrulamayı başardılar. Dahası, yakın komşularımızda başka yollarla bulunması zor olan çok düşük konsantrasyonlu kimyasal türleri tespit etmek için güneş sistemi cisimlerinin atmosferlerinin de uzak atmosferler için aynı teknikleri kullanarak incelenebileceğini gösteriyorlar.

Nadir bir şans

Venüs’ü bir ötegezegen olarak gözlemlemek için ekip, 5 ve 6 Haziran 2012’de toplanan çok nadir bir veri dizisini analiz etti; bu, bu yüzyılda Venüs’ün güneşimizin diskinden son geçişiydi; ötegezegenlerin atmosferlerinin incelendiği yöntemle aynı şekilde. Dünyadaki bakış açımıza göre ev sahibi yıldızlarının önünden geçtiklerinde. Varlıklarını, Dünya’ya giderken yıldızın ışığına damgalıyorlar. İzler arasında, moleküllerin atmosferlerinde bıraktığı ve astrofizikçilere onun neden oluştuğunu söyleyen sinyaller de var.

Gezegen ne kadar küçükse bu daha da zorlaşıyor, ancak yeni astronomik aletlerin 2030’larda faaliyete geçmesi planlanıyor ve Dünya ve Venüs büyüklüğündeki ötegezegenler onların erişebileceği mesafede olacak. Bu nedenle, büyük sıcak ötegezegenlerde halihazırda başarılı bir şekilde kullanılan tekniklerin, ilgili sinyallerin muhtemelen çok küçük ve gürültü içinde gizlenmiş olabileceği bu daha zorlu durumlar için test edilmesi ve kalibre edilmesi gerekiyor.

Bu teknikleri Venüs’ün güneşin önünden geçişinden elde edilen verilere uygulayan araştırmacılar, bu tekniklerin gelecekte ESO’nun Aşırı Büyük Teleskopu (ELT) ve Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Ariel uzay misyonu gibi güçlü tesislerde kullanılacağını doğruladılar. Portekiz ve IA işin içinde. Ancak Dünya gibi dünyalar ile Venüs gibi dünyalar arasında ayrım yapmak için daha fazlasının yapılması gerekiyor. Uzaktan bakıldığında Venüs bizimkine benzeyen bir gezegenle karıştırılabilir.

Uzaktaki ilk ‘Dünya’ aslında başka bir cehennem Venüs mü olacak?

Venüs’ün atmosferi, karbondioksit yoğunluğu nedeniyle gezegenin yüzeyindeki kurşunu eriten aşırı bir sera etkisine maruz kalıyor ve basınç, dalgıç şişelerinin içindeki basınç seviyesine ulaşıyor. Aslına bakılırsa Venüs benzeri bir atmosferin, “Dünya büyüklüğünde” bir ötegezegen olarak nitelendirilen ilk atmosfer olması muhtemeldir.

Pedro Machado, “Karbondioksit açısından zengin bir atmosfere sahip kayalık gezegenlerin yapısında bulunan ve dolayısıyla yoğun sera etkisine maruz kalan yüksek sıcaklıklar, birçok kimyasal geçişin olduğu, kimyasal olarak aktif bir ortama yol açıyor. Bu, bu tür bir atmosferin tespit edilmesini kolaylaştırıyor” diyor. IA ve Ciências ULisboa’dan ve bu çalışmanın ikinci yazarı.

IA ve Porto Üniversitesi (FCUP) Bilim Fakültesi’nden ortak yazar Olivier Demangeon şunu ekliyor: “Venüs’ün atmosferi Dünya’dan yaklaşık 90 kat daha yoğundur ve aynı zamanda önemli ölçüde daha sıcaktır. Öyle ki, daha yoğun olmasına rağmen Venüs’ün atmosferi Dünya’dan yaklaşık 90 kat daha yoğundur. Atmosferin daha büyük ve daha yoğun olması gözlemlerimizde güçlü bir işarete işaret ediyor. Venüs verilerinde Dünya benzeri atmosferlerde beklenmeyen bazı zayıf karbondioksit izleri tespit ettik. iki gezegen arasında ayrım yapmanın en etkili yolu.”

Güneş sistemindeki diğer dünyalar için de olumlu sonuçlar

2012 yılında Pedro Machado ve ekibi, gezegenin Haziran ayında güneş diskini geçtiği uluslararası kampanya için Venüs’ün koordineli gözlemlerine katıldı. Ayrıca toplanan spektroskopik verileri de analiz ettiler. Dunn Güneş Teleskobu (Ulusal Güneş Gözlemevi, New Mexico, ABD) Tesis Kızılötesi Spektropolarimetre (FIRS) kullanılarak. Veriler, gezegenin kenarının temas ettiği anlarda Venüs’ün üst atmosferi tarafından kırılan ve sonunda güneş diskini serbest bırakan güneşten gelen ışığa atıfta bulunuyor.

Pedro Machado şöyle diyor: “İnanılmaz derecede uzak dünyaların atmosferini incelemek için kullanılan karmaşık teknikleri bir güneş sistemi gövdesine uyarladık ve bunların güneş sistemimizdeki atmosferlerdeki küçük kimyasal bileşenleri tespit etmek için de kullanılabileceğini kanıtladık. Dünyadaki teleskoplarımızdan görüldüğü gibi, Jüpiter ve Satürn’ün atmosferlerini araştırmak için bu teknikten yararlanacak gözlemler hazırlıyoruz.”

Machado, “Karbon dioksit ve karbon monoksit moleküllerinde karbon ve oksijen izotoplarının açık işaretlerini bile tespit ettik” diye ekliyor. Belirli izotopların miktarı zamanla değişir ve geçmiş atmosferik sıcaklık ve basınç ortamlarını ve bunların zaman çizelgelerini değerlendirmek için kullanılır.

Alexandre Branco, “İzotopların göreceli miktarlarını tahmin etmek, Venüs’ün nasıl evrimleştiğine dair hikaye hakkında sonuçlar çıkarmamızı sağlıyor” diyor.

Machado şunları ekliyor: “Bu, bu çalışmanın çok açık bir şekilde katkıda bulunduğu bir şey ve bu aynı zamanda Portekiz ve IA’nın işbirliği yaptığı Avrupa Uzay Ajansı’nın Venüs’e bir sonraki misyonu olan EnVision’ın hedeflerinden biri: Venüs’ün geçmiş evrimini incelemek.”

ESO’nun ELT’si için ANDES spektrografı ve ESA’nın Ariel uzay misyonu, her ikisi de IA’nın bilim ve teknolojiye katkılarıyla, diğer dünyalara yönelik araştırmaları hızlandıracak iki tesistir ve bu kuruluşla yapılan çalışmalara uygun çalışmalardan faydalanacaktır. takım.

Ariel, halihazırda bilinen yaklaşık 1000 ötegezegenin atmosferinin incelenmesini sağlayacak ve bunu yapmak için ekibin bu çalışmada uyguladığı gözlem ve analiz tekniklerinin aynısını kullanacak. Pedro Machado, Ariel Konsorsiyumu yönetim kurulu üyesi ve ötegezegenlerin atmosferleri ile güneş sistemininkileri birbirine bağlayan Ariel çalışma grubunun koordinatörüdür.