12:48 2024-02-05 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Exoplanetele asemănătoare Neptunului pot fi tulburi sau clare: noi descoperiri sugerează motivul

_ Exoplanete asemănătoare Neptunului poate fi tulbure sau clare: noi descoperiri sugerează motivul pentru care

Studiul „exoplanetelor”, numele științifico-fantastic pentru toate planetele din cosmos dincolo de propriul nostru sistem solar, este un domeniu destul de nou. . În principal, cercetătorii de exoplanete precum cei din ExoLab de la Universitatea din Kansas folosesc date de la telescoape transportate în spațiu, cum ar fi Telescopul Spațial Hubble și Telescopul Spațial Webb. Ori de câte ori titlurile de știri oferă descoperiri despre planete „asemănătoare Pământului” sau planete cu potențialul de a sprijini umanitatea, ele vorbesc despre exoplanete din propria noastră Cale Lactee.

Jonathan Brande, doctorand în cadrul ExoLab la ExoLab. Universitatea din Kansas, tocmai a publicat descoperiri în The Astrophysical Journal Letters care arată noi detalii atmosferice într-un set de 15 exoplanete similare cu Neptun. Deși niciunul nu ar putea susține omenirea, o mai bună înțelegere a comportamentului lor ne-ar putea ajuta să înțelegem de ce nu avem un Neptun mic, în timp ce majoritatea sistemelor solare par să prezinte o planetă de această clasă.

„Peste tot. În ultimii câțiva ani la KU, concentrarea mea a fost studierea atmosferelor exoplanetelor printr-o tehnică cunoscută sub numele de spectroscopie de transmisie”, a spus Brande. „Atunci când o planetă tranzitează, adică se mișcă între linia noastră de vedere și steaua pe care o orbitează, lumina de la stea trece prin atmosfera planetei, fiind absorbită de diferitele gaze prezente. Prin captarea unui spectru al stelei - trecând lumina prin un instrument numit spectrograf, asemănător cu trecerea lui printr-o prismă — observăm un curcubeu, măsurând luminozitatea diferitelor culori constitutive. Zonele variate de luminozitate sau întuneric din spectru dezvăluie gazele care absorb lumina în atmosfera planetei."

Cu această metodologie, în urmă cu câțiva ani, Brande a publicat o lucrare referitoare la exoplaneta „Neptun cald” TOI-674 b, unde a prezentat observații care indică prezența vaporilor de apă în atmosfera acesteia. Aceste observații au făcut parte dintr-un program mai amplu condus de consilierul lui Brande, Ian Crossfield, profesor asociat de fizică și astronomie la KU, pentru a observa atmosferele exoplanetelor de dimensiunea lui Neptun.

„Vrem să înțelegem comportamentele acestor planete. planete, având în vedere că acelea puțin mai mari decât Pământul și mai mici decât Neptun sunt cele mai comune din galaxie”, a spus Brande.

Această lucrare recentă rezumă observațiile din acel program, încorporând date din observații suplimentare pentru a aborda de ce unele planetele par tulbure, în timp ce altele sunt clare.

„Scopul este de a explora explicațiile fizice din spatele aspectului distinct al acestor planete”, a spus Brande.

Brande și coautorii săi au luat notă specială a regiunilor în care exoplanetele tind să formeze nori sau ceață sus în atmosfera lor. Când sunt prezenți astfel de aerosoli atmosferici, cercetătorul KU a spus că ceața poate bloca lumina care se filtrează prin atmosferă.

„Dacă o planetă are un nor chiar deasupra suprafeței cu sute de kilometri de aer limpede deasupra ei, lumina stelelor. poate trece cu ușurință prin aerul limpede și poate fi absorbit doar de gazele specifice din acea parte a atmosferei”, a spus Brande. „Cu toate acestea, dacă norul este poziționat foarte sus, norii sunt în general opaci pe tot spectrul electromagnetic. În timp ce ceața au caracteristici spectrale, pentru munca noastră, în care ne concentrăm pe o gamă relativ îngustă cu Hubble, ei produc, de asemenea, în mare parte spectre plate.”

Conform lui Brande, atunci când acești aerosoli sunt prezenți în atmosferă, nu există o cale clară prin care lumina să filtreze.

„Cu Hubble, singurul gaz la care suntem cel mai sensibili sunt vaporii de apă”, a spus el. „Dacă observăm vapori de apă în atmosfera unei planete, acesta este un bun indiciu că nu există nori suficient de înalți pentru a bloca absorbția acesteia. În schimb, dacă vaporii de apă nu sunt observați și se vede doar un spectru plat, în ciuda faptului că planeta ar trebui să aibă o atmosferă extinsă, sugerează prezența probabilă a norilor sau a ceață la altitudini mai mari.”

Brande a condus munca unei echipe internaționale de astronomi pe lucrare, inclusiv Crossfield de la KU și colaboratori de la Institutul Max Planck în Heidelberg, Germania, o cohortă condusă de Laura Kreidberg și anchetatori de la Universitatea din Texas, Austin, conduși de Caroline Morley.

Brande și coautorii săi și-au abordat analiza diferit față de eforturile anterioare, concentrându-se pe determinarea parametrilor fizici ai atmosferelor mic-Neptun. În contrast, analizele anterioare implicau adesea potrivirea unui singur spectru de model la observații.

„De obicei, cercetătorii luau un model atmosferic cu conținut de apă precalculat, îl scalau și îl schimbau pentru a se potrivi cu planetele observate din eșantionul lor, ", a spus Brande. „Această abordare indică dacă spectrul este clar sau tulbure, dar nu oferă informații despre cantitatea de vapori de apă sau locația norilor în atmosferă.”

În schimb, Brande a folosit o tehnică cunoscută sub numele de „recuperare atmosferică”. „

„Acest lucru a implicat modelarea atmosferei pe diverși parametri ai planetei, cum ar fi cantitatea de vapori de apă și locația norilor, repetând sute și mii de simulări pentru a găsi cea mai potrivită configurație”, a spus el.

„Recuperările noastre ne-au oferit un spectru de model cel mai potrivit pentru fiecare planetă, din care am calculat cât de înnorat sau clar părea să fie planeta. Apoi, am comparat acele clarități măsurate cu o suită separată de modele de Caroline Morley, care a permis vedem că rezultatele noastre sunt în concordanță cu așteptările pentru planete similare. În examinarea comportamentului norilor și ceață, modelele noastre au indicat că norii se potrivesc mai bine decât ceață.

„Parametrul de eficiență a sedimentării, care reflectă compactitatea norilor, a sugerat că planetele observate aveau eficiențe de sedimentare relativ scăzute, rezultând nori pufoși. Acești nori, formați din particule precum picăturile de apă, au rămas înălțați în atmosferă datorită tendinței lor scăzute de așezare.”

Descoperirile lui Brande oferă perspective asupra comportamentului acestor atmosfere planetare și au provocat „un interes substanțial” atunci când el le-a prezentat la o întâlnire recentă a Societății Americane de Astronomie.

Mai mult, Brande face parte dintr-un program internațional de observare, condus de Crossfield, care tocmai a anunțat descoperiri de vapori de apă pe GJ 9827d — o planetă la fel de fierbinte ca Venus, la 97 de ani lumină de Pământ, în constelația Pești.

Observațiile făcute cu telescopul spațial Hubble arată că planeta ar putea fi doar un exemplu de planete bogate în apă din Calea Lactee. de o echipă condusă de Pierre-Alexis Roy de la Institutul Trottier pentru Cercetarea Exoplanetelor de la Universitatea din Montréal.

„Am căutat vapori de apă pe atmosferele planetelor de tip sub-Neptun”, a spus Brande. „Lucrarea lui Pierre-Alexis este cea mai recentă din acel efort principal, deoarece a fost nevoie de aproximativ 10 sau 11 orbite sau tranzite ale planetei pentru a face detectarea vaporilor de apă. Spectrul lui Pierre-Alexis a ajuns în lucrarea noastră ca unul dintre punctele noastre de date despre tendințe și am inclus toate planetele din propunerea lor și altele studiate în literatură, făcând rezultatele noastre mai puternice. Am fost în strânsă comunicare cu ei în timpul procesului ambelor lucrări pentru a ne asigura că folosim rezultatele actualizate adecvate și reflectăm cu acuratețe constatările lor.”

(Fluierul)

Inapoi