最初の太陽系外惑星-私たち自身の太陽系外の惑星-が1992年に発見されて以来、天文学者はそれらのうちの3, 700以上を銀河中の星からカタログ化しました。 過去10年間で、私たちは実際に様々な画像技術を通していくつかの太陽系外惑星を「見」始め、カラフルな雲とhを明らかにしました。 問題は、私たちの異質な雰囲気での経験は哀れなほど小さく、それらのヘイズが何を表しているのかわからないということです。 BBCのマーティハルトンは、新しい研究で研究者が研究室で異質の世界の雰囲気を再現し、これらのかすんだ世界を理解するためのモデルを与えた理由を報告しています。
プレスリリースによると、私たちの現在の望遠鏡は、いくつかの惑星を十分に垣間見ることができ、分光計を使って大気中の主要な要素を特定できます。 しかし、かすんで見えるような雰囲気になると、私たちの楽器は失敗します。 そのため、ジョンズホプキンス大学の研究者は、これらの雰囲気をよりよく理解するために、これらの雰囲気をシミュレートすることを決めました。
チームは最初に、スーパーアースとミニネプチューンと呼ばれる2つの一般的な惑星クラスで可能なさまざまな大気のコンピューターモデルを作成しましたが、どちらもホームソーラーシステムにはありません。 さまざまな比率の二酸化炭素、水素、気体の水とヘリウム、一酸化炭素、メタン、窒素を組み合わせ、3つの温度でこれらのコンボがどうなるかをモデル化することで、9つのかすんだ惑星の可能な大気をシミュレートしました。
チームは、これらのガスをプラズマチャンバーに流し、大気中のガスと反応してヘイズ粒子を生成する太陽風との相互作用をシミュレートすることにより、研究室でこれらの大気を作成しました。 ハルトンは、反応のいくつかは非常にカラフルで、オリーブグリーンと紫色を燃やすと報告しています。 研究者は、3日間にわたって石英プレートに堆積した大気粒子を収集しました。 この研究は、 Nature Astronomy誌に掲載されています。
絶えず消散し改革する雲とは異なり、この研究の筆頭著者であるSarahHörstは、ヘイズは一方向のプロセスであると説明しています。 ヘイズと雲の両方が大気中に浮遊する粒子で構成されている、と彼女は2016年に書いたが、ヘイズ粒子は大気中に蓄積し、そこで光が散乱して温度に影響を与える可能性がある。
次のステップは、チャンバー内で作成されたヘイズ粒子を分析して、それらが光と相互作用し、惑星の温度にどのように影響するかを理解することです。 この実験は、太陽系外惑星だけに適用されるわけではありません。 また、生命を支える候補である土星の月、タイタンのようなかすんでいる隣人への洞察を与えることができます。 カッシーニ宇宙船のデータに基づく2013年の研究では、タイタンのヘイズは多環式芳香族炭化水素によって生成されたことが示されました。 この研究は、研究者がタイタンのヘイズが月にどのように影響を与え、かすんだ世界での生活の可能性に影響を与えるかを理解するのに役立ちます。
「粒子がどこで形成されるのか、粒子が何から作られるのか、生命の起源に関する有機インベントリにとってそれが何を意味するのかを理解できて本当に興奮しています」とホルストはハルトンに語ります。 「これらの実験を行うことで、太陽系について多くのことを学ぶと思います。 1つの惑星だけを学びたくはありません。 惑星の仕組みを学びたいのです。」
系外惑星の画像化はまだ比較的まれですが、それは長い間当てはまらないでしょう、そしてかすんでいる大気の構成へのいくらかの洞察を持つことは役に立ちます。 2019年、ジェームズ・ウェブ宇宙望遠鏡の打ち上げが予定されており、太陽系外惑星の最高の姿を提供します。2020年代には、ジャイアント・マゼラン望遠鏡のような新世代の地上望遠鏡もオンラインになります。
