Американские ученые провели лабораторные исследования тумана, образующегося в разных условиях на экзопланетах. Оказалось, что прозрачность атмосферы обеспечивается поверхностной энергией дисперсных частиц, которая во многом зависит от температуры. Результаты работы представляют новый инструмент для исследования планет, атмосфера которых слишком мутная для спектроскопических исследований. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Атмосферы многих экзопланет непрозрачны и скрыты за облаками и дымкой, из-за чего ученым часто бывает трудно оценить их химический состав. Фотохимические реакции в атмосферах экзопланет с умеренным климатом приводят к образованию мелких дисперсных частиц. Подобные туманы образуются и в атмосфере Земли, однако она остается достаточно прозрачной.
Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крузе в лабораторных условиях изучили свойства частиц тумана, имитирующего атмосферу экзопланет (состав газов, температуру и источники энергии). Осаждение частиц зависело от их поверхностной энергии, которая определяет «липкость» материала. Когда дисперсные частицы соединяются друг с другом при столкновении, они образуют крупные конгломераты, которые выпадают на поверхность планеты или конденсируют капли влаги и удаляются из атмосферы. Эксперименты показали, что туманы, образующиеся в атмосферах экзопланет, очень разнообразны. Их свойства зависят от условий, в которых они возникают.
«Некоторые из них похожи на туманы Земли — обладают высокой поверхностной энергией и легко удаляются из атмосферы, делая ее прозрачной, — говорит руководитель исследования Синьтин Ю. — Некоторые, напротив, имеют очень низкую поверхностную энергию, как у сковороды с антипригарным покрытием, поэтому они плохо связываются с другими частицами и остаются висеть в атмосфере в течение долгого времени».
Критическим фактором является температура, при которой образуются частицы. Туман, появившийся при температуре около 400 Кельвинов (+127 °C) имел самую низкую поверхностную энергию. Более прохладные планеты в основном обладали чистой атмосферой. Результаты работы предлагают инструмент для описания атмосфер экзопланет, мутная атмосфера которых будет препятствовать спектроскопическим методам исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
