Чӣ гуна атмосфераи кайҳонӣ дар рӯи замин "ҷӯш мезанад"

12. 04. 2019
6-умин конфронси байналмилалии экзосиёсат, таърих ва маънавият

Тадқиқотчиёни лабораторияи реактивии ҳаракатдиҳии НАСА дар Пасаденаи Калифорния, дар ин ҷо дар рӯи замин атмосфераи ғарибиро "мепазанд". Дар як тадқиқоти нав, муҳаққиқони JPL "танӯр" -и ҳарорати баландро истифода бурда, омехтаи гидроген ва оксиди карбонро ба беш аз 1 ° C (100 ° F) гарм мекунанд, ки ин ба ҳарорати гудохташуда баробар аст. Ҳадаф симулятсияи шароитҳое буд, ки дар атмосфераи навъи махсуси экзопланета (сайёраи берун аз системаи офтобии мо) бо номи "Юпитерҳои гарм" пайдо мешуданд.

Юпитерия = бузургони кайҳонӣ

Ҷӯгиёни гарм бузургҷуссаҳои газ мебошанд, ки дар муқоиса бо сайёраҳои системаи офтобии мо ба ситораи волидайни худ хеле наздиканд. Дар ҳоле ки Замин дар тӯли 365 рӯз дар атрофи Офтоб давр мезанад, Юпитерҳои тафсон ситораҳои худро дар муддати камтар аз 10 рӯз давр мезананд. Ин масофаи кӯтоҳ аз ситорагон маънои онро дорад, ки ҳарорати онҳо метавонад аз 530 то 2 ° C (аз 800 то 1 ° F) ва ҳатто бештар аз он расад. Барои муқоиса, рӯзи гарм дар сатҳи Меркурий (ки дар атрофи Офтоб дар 000 рӯз давр мезанад) ба ҳарорат тақрибан 5 ° C (000 ° F) мерасад.

Сармутахассиси JPL Мёрти Гудипати, роҳбари гурӯҳе, ки таҳқиқоти нави моҳи гузашта дар Astrophysical Journal нашршударо анҷом додааст, мегӯяд:

"Симулясияи дақиқи лабораторӣ дар муҳити вазнини ин сайёраҳо ғайриимкон аст, аммо мо метавонем онро аз наздик тақлид кунем."

Гурӯҳ бо омехтаи оддии кимиёвии аксаран гази гидроген ва гази 0,3% оксиди карбон оғоз кард. Ин молекулаҳо дар фазо ва системаҳои аввали офтоб хеле маъмуланд ва аз ин рӯ метавонистанд атмосфераи Юпитери тафсонро ташкил диҳанд. Сипас омехта то 330 то 1 ° C (230 то 620 ° F) тафсонда шуд.

Олимон инчунин ин омехтаи лабораторияро ба миқдори зиёди радиатсияи ултрабунафш дучор карданд - монанд ба он, ки метавонад ба гардиши гарми Юпитер дар наздикии ситораи волидайнаш таъсир расонад. Нури ултрабунафш як ҷузъи фаъол нишон дода шудааст. Кори ӯ ба натиҷаҳои аҷиби таҳқиқот дар бораи падидаҳои кимиёвӣ, ки метавонанд дар атмосфераи гарм ба амал оянд, саҳми калон гузоштанд.

Юпитерҳои гарм

Юпитерҳои гарм сайёраҳои калон ба ҳисоб мераванд ва нисбат ба сайёраҳои сард бештар нур мепошанд. Ин омилҳо ба астрономҳо имкон доданд, ки нисбат ба аксари намудҳои дигари сайёраҳои сайёра дар бораи атмосфераи худ маълумоти бештар гиранд. Мушоҳидаҳо нишон доданд, ки бисёр атмосфераҳои Юпитерҳои гарм дар баландиҳои баланд ношаффофанд. Гарчанде шаффофиро абрҳо қисман асоснок карда метавонанд, аммо ин назария бо кам шудани фишор эътибори худро гум мекунад. Хомӯшӣ ҳатто дар ҷое мушоҳида шудааст, ки фишори атмосфера хеле паст аст.

Диски хурди сапфир дар тасвири рост аэрозолҳои органикии дар дохили кӯраи ҳарорати баланд тавлидшударо нишон медиҳад. Диски чап истифода нашудааст. Манбаи тасвир: NASA / JPL-Caltech

Ҳамин тавр, олимон дар ҷустуҷӯи шарҳҳои дигари имконпазир буданд ва яке аз онҳо аэрозолҳо - зарраҳои сахти дар атмосфера буда метавонад. Аммо, ба гуфтаи муҳаққиқони JPL, олимон намедонистанд, ки чӣ гуна аэрозолҳоро дар атмосфераи гарми Юпитер ба вуҷуд овардан мумкин аст. Инро танҳо дар таҷрибаи нав тақлид кардан мумкин буд, вақте ки омехтаи кимиёвии гарм ба шуои ултрабунафш дучор омад.

Бенҷамин Флерӣ, муҳаққиқ ва муаллифи пешбари омӯзиши JPL

"Ин натиҷа тарзи тафсири атмосфераи тумани гарми Юпитерро тағир медиҳад. Дар оянда мо мехоҳем хосиятҳои ин аэрозолҳоро биомӯзем. Мо мехоҳем беҳтар фаҳмем, ки чӣ гуна онҳо ташаккул меёбанд, онҳо рӯшноиро чӣ гуна азхуд мекунанд ва онҳо ба тағирёбии муҳити атроф чӣ гуна муносибат мекунанд. Ҳамаи ин маълумот метавонад ба астрономҳо кӯмак кунад, ки ҳангоми мушоҳида кардани ин сайёраҳо чӣ мебинанд. "

Бӯи об ёфт шуд

Тадқиқот инчунин ногаҳонии дигар овард: реаксияҳои кимиёвӣ миқдори зиёди гази карбон ва обро ба вуҷуд оварданд. Буғи об дар атмосфераи тафси Юпитер пайдо шуд, дар ҳоле ки олимон интизор доштанд, ки молекулаи нодир танҳо дар сурате мавҷуд аст, ки оксиген нисбат ба карбон зиёдтар бошад. Тадқиқоти нав нишон дод, ки ҳатто агар карбон ва оксиген дар таносуби баробар мавҷуд бошанд, об метавонад пайдо шавад. (Оксиди карбон дорои як атоми карбон ва як атоми оксиген аст.) Ҳангоме ки диоксиди карбон (як атоми карбон ва ду атоми оксиген) бидуни радиатсияи иловагии ултрабунафш тавлид мешуд, реаксияҳо бо илова намудани нури ситорашудаи ситоравӣ суръат мегирифтанд.

Марк Свейн, пажӯҳишгари экзопланетаи JPL ва ҳаммуаллифи таҳқиқот мегӯяд:

"Ин натиҷаҳои нав фавран барои тафсири он чизе ки мо дар атмосфераи тафси Юпитер мебинем, қобили истифодаанд. Мо тахмин мезадем, ки дар ин атмосфера ба реаксияҳои кимиёвӣ ҳарорат бештар таъсир мерасонад, аммо ҳоло маълум мешавад, ки мо низ бояд нақши радиатсияро дида бароем. "

Бо асбобҳои насли нав, ба монанди телескопи фалакпаймои Ҷеймс Уэбби НАСА, ки барои ба кор даровардан дар соли 2021 омода мешаванд, олимон метавонистанд аввалин профилҳои муфассали кимиёвии атмосфераи сайёраиро эҷод кунанд. Ва мумкин аст, ки яке аз аввалинҳо онҳое бошад, ки дар атрофи Юпитерҳои гарм ҳастанд. Ин таҳқиқот ба олимон кӯмак мекунад, ки чӣ гуна системаҳои дигари офтобӣ ба вуҷуд меоянд ва то чӣ андоза ба мо монанданд ё фарқ мекунанд.

Кор барои тадқиқотчиёни JPL нав оғоз ёфт. Баръакси кӯраи маъмулӣ, он барои герметикӣ печонида шудааст, то ихроҷи газ ё ифлосшавӣ пешгирӣ карда шавад, ки ба олимон имкон медиҳад, ки ҳангоми баланд шудани ҳарорат фишори онро назорат кунанд. Бо ин таҷҳизот, онҳо акнун метавонанд атмосфераҳои сайёраиро дар ҳароратҳои баландтар то 1600 ° C (3000 ° F) тақсим кунанд.

Брайана Ҳендерсон, ҳаммуаллифи таҳқиқот аз JPL

"Барои бомуваффақият тарроҳӣ ва кор кардани ин система мушкилоти доимӣ аст. Зеро аксари ҷузъҳои стандартӣ, ба монанди шиша ё алюминий, дар чунин ҳарорати баланд гудохта мешаванд. Мо пайваста омӯхта истодаем, ки чӣ гуна марзҳоро ҳангоми бехатарии симулятсияи ин равандҳои кимиёвӣ дар лаборатория тақвият диҳем. Аммо, дар ниҳоят, натиҷаҳои ҷолибе, ки озмоишҳо ба даст меоранд, ба ҳама меҳнати иловагӣ ва саъйи арзанда меарзад ».

Мақолаҳои монанд