NASA, bazı uzak gezegenlerin nasıl kum bulutlarına sahip olduğunu deşifre etmeye yardımcı oluyor

Dünyadaki çoğu bulut sudan oluşur, ancak gezegenimizin ötesinde birçok kimyasal çeşitte bulunurlar. Örneğin Jüpiter’in atmosferinin tepesi, amonyak ve amonyum hidrosülfitten oluşan sarı renkli bulutlarla kaplıdır. Ve güneş sistemimizin dışındaki dünyalarda, Yerkabuğunun %90’ından fazlasını oluşturan kaya oluşturan mineraller ailesi olan silikatlardan oluşan bulutlar vardır. Ancak araştırmacılar, bu küçük toz taneciklerinden oluşan bulutların oluştuğu koşulları gözlemleyemediler.

Yeni bir çalışma ortaya çıkıyor Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri biraz fikir veriyor: Araştırma, silikat bulutlarının oluşabileceği ve uzak bir gezegenin atmosferinin tepesinde görülebildiği sıcaklık aralığını ortaya koyuyor. Bulgu, NASA’nın emekli Spitzer Uzay Teleskobu’nun kahverengi cüceler (gezegenler ve yıldızlar arasına düşen gök cisimleri) tarafından yapılan gözlemlerinden elde edildi, ancak gezegen atmosferlerinin nasıl çalıştığına dair daha genel bir anlayışa uyuyor.

Western’de ötegezegen çalışmaları profesörü Stanimir Metchev, “Kahverengi cücelerin ve silikat bulutların oluşabileceği gezegenlerin atmosferlerini anlamak, boyut ve sıcaklık olarak Dünya’ya daha yakın olan bir gezegenin atmosferinde neler göreceğimizi anlamamıza da yardımcı olabilir” dedi. Londra, Ontario’daki üniversite ve çalışmanın ortak yazarı.

Bulutlu kimya

Herhangi bir tür bulut oluşturma adımları aynıdır. İlk olarak, ana malzemeyi buhar haline gelene kadar ısıtın. Doğru koşullar altında bu bileşen su, amonyak, tuz veya kükürt gibi çeşitli şeyler olabilir. Tuzağa düşürün, yoğunlaşmasına yetecek kadar soğutun ve işte — bulutlar! Tabii ki, kaya sudan çok daha yüksek bir sıcaklıkta buharlaşır, bu nedenle silikat bulutları yalnızca bu çalışma için kullanılan kahverengi cüceler ve güneş sistemimizin dışındaki bazı gezegenler gibi sıcak dünyalarda görülebilir.

Kahverengi cüceler, yıldızlar gibi oluşsalar da, yıldızların parlamasına neden olan süreç olan füzyonu başlatmak için yeterince büyük değiller. Birçok kahverengi cüce, Jüpiter gibi gazın baskın olduğu gezegenlerden neredeyse ayırt edilemeyen atmosferlere sahiptir, bu yüzden bu gezegenler için bir vekil olarak kullanılabilirler.

Bu çalışmadan önce, Spitzer’den elde edilen veriler, bir avuç kahverengi cüce atmosferinde silikat bulutlarının varlığını önermişti. (NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, uzak dünyalardaki bu tür bulutları doğrulayabilecektir.) Bu çalışma, teleskopun kriyojenik olarak soğutulmuş üç aleti çalıştırdığı Spitzer görevinin (2003’te başlatılan) ilk altı yılında yapıldı. Yine de birçok durumda, Spitzer tarafından gözlemlenen kahverengi cüceler üzerindeki silikat bulutlarının kanıtı kendi başına ayakta durmak için çok zayıftı.

Bu son araştırma için, gökbilimciler bu marjinal tespitlerin 100’den fazlasını topladı ve bunları kahverengi cücenin sıcaklığına göre gruplandırdı. Hepsi, silikat bulutlarının oluşması gereken tahmini sıcaklık aralığına düştü: yaklaşık 1.900 Fahrenheit (yaklaşık 1.000 santigrat derece) ile 3.100 F (1.700 C) arasında. Bireysel tespitler marjinal olsa da, birlikte silikat bulutlarının kesin bir özelliğini ortaya çıkarırlar.

Western Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı ve kitabın baş yazarı Genaro Suárez, “Silikat bulutlarının bazı belirtilerinin olduğu bu kahverengi cüceleri bulmak için Spitzer verilerini araştırmak zorunda kaldık ve gerçekten ne bulacağımızı bilmiyorduk” dedi. yeni çalışma. “Analiz etmek için doğru verilere sahip olduğumuzda sonucun ne kadar güçlü olduğuna çok şaşırdık.”

Çalışmada tanımlanan aralığın üst ucundan daha sıcak atmosferlerde, silikatlar buhar olarak kalır. Alt ucun altında, bulutlar yağmura dönüşecek veya sıcaklığın daha yüksek olduğu atmosferde daha alçakta batacak.

Aslında, araştırmacılar, atmosferik basınç nedeniyle sıcaklığın üstte olduğundan çok daha yüksek olduğu Jüpiter’in atmosferinin derinliklerinde silikat bulutlarının bulunduğunu düşünüyorlar. Silikat bulutları daha yükseğe çıkamaz çünkü daha düşük sıcaklıklarda silikatlar katılaşır ve bulut şeklinde kalmaz. Atmosferin tepesi binlerce derece daha sıcak olsaydı, gezegenin amonyak ve amonyum hidrosülfür bulutları buharlaşır ve silikat bulutları potansiyel olarak tepeye çıkabilirdi.

Bilim adamları, galaksimizde giderek daha çeşitli gezegen ortamları topluluğu buluyorlar. Örneğin, bir tarafı kalıcı olarak yıldızına bakan ve diğer tarafı kalıcı olarak gölgede olan gezegenler buldular – gözlemlenen tarafa bağlı olarak farklı bileşimlerdeki bulutların görülebildiği bir gezegen. Bu dünyaları anlamak için gökbilimcilerin önce onları şekillendiren ortak mekanizmaları anlamaları gerekecek.