Από τότε που ανακαλύφθηκαν οι πρώτοι πλανήτες εξωπλανήτες έξω από το δικό μας ηλιακό σύστημα, οι αστρονόμοι έχουν καταγράψει πάνω από 3.700 από τους αστέρες σε όλο τον γαλαξία. Την τελευταία δεκαετία αρχίσαμε να "βλέπουμε" κάποιους εξωπλανήτες μέσω διαφόρων τεχνολογιών απεικόνισης, αποκαλύπτοντας πολύχρωμα σύννεφα και αστερίες. Το πρόβλημα είναι ότι η εμπειρία μας με τις αλλοδαπές ατμόσφαιρες είναι δυστυχώς μικρή και δεν γνωρίζουμε τι αντιπροσωπεύουν αυτά τα φώτα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές αναδημιουργούσαν τις ατμόσφαιρες ξένων κόσμων στο εργαστήριο, δίνοντάς τους ένα πρότυπο για την κατανόηση αυτών των θολών κόσμων, αναφέρει ο Marty Halton στο BBC.
Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου, τα σημερινά τηλεσκόπια μας είναι σε θέση να δουν μια αρκετά αξιοπρεπή εικόνα ορισμένων πλανητών που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη φασματομετρία για να καθορίσουμε ποια είναι τα βασικά στοιχεία της ατμόσφαιράς τους. Όμως, όταν πρόκειται για ατμόσφαιρες με θόρυβο, τα όργανα μας αποτυγχάνουν. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins αποφάσισαν να δοκιμάσουν και να προσομοιώσουν αυτές τις ατμόσφαιρες για να τις καταλάβουν καλύτερα.
Η ομάδα δημιούργησε πρώτα μοντέλα υπολογιστών διαφόρων ατμοσφαιρών που θα μπορούσαν να είναι δυνατά σε δύο κοινές τάξεις πλανητών που ονομάζονται super-Earths και μίνι-Neptunes, που δεν βρίσκονται στο ηλιακό μας σύστημα στο σπίτι. Συνδυάζοντας διάφορες αναλογίες διοξειδίου του άνθρακα, υδρογόνου και αερίου νερού με ήλιο, μονοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και άζωτο και μοντελοποιώντας το τι συμβαίνει σε αυτά τα combos σε τρεις ομάδες θερμοκρασιών, προσομοιώνουν τις πιθανές ατμόσφαιρες των 9 θολών πλανητών.
Στη συνέχεια, η ομάδα δημιούργησε αυτές τις ατμόσφαιρες στο εργαστήριο ρέοντας τα αέρια αυτά σε θάλαμο πλάσματος για να προσομοιώσει αλληλεπιδράσεις με τον ηλιακό άνεμο, ο οποίος αντιδρά με αέρια στην ατμόσφαιρα για να δημιουργήσει σωματίδια θολότητας. Ο Halton αναφέρει ότι μερικές από τις αντιδράσεις ήταν αρκετά πολύχρωμες, καίγοντας πράσινο και μοβ. Οι ερευνητές συγκέντρωσαν τα ατμοσφαιρικά σωματίδια που εναποτέθηκαν σε πλάκες χαλαζία σε διάστημα τριών ημερών. Η έρευνα εμφανίζεται στο περιοδικό Nature Astronomy .
Σε αντίθεση με τα σύννεφα, τα οποία διαρρέουν και μετατρέπονται συνεχώς, η Sarah Hörst, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, εξηγεί ότι η ομίχλη είναι περισσότερο μονόδρομη διαδικασία. Και η ομίχλη και τα σύννεφα αποτελούνται από σωματίδια αιωρούμενα σε μια ατμόσφαιρα, έγραψε το 2016, αλλά τα θολά σωματίδια συγκεντρώνονται σε μια ατμόσφαιρα όπου μπορούν να διασκορπιστούν το φως και να επηρεάσουν τη θερμοκρασία.
Το επόμενο βήμα είναι να αναλύσουμε τα σωματίδια θολώματος που δημιουργούνται στο θάλαμο για να κατανοήσουμε πώς μπορούν να αλληλεπιδρούν με το φως και να επηρεάσουν τη θερμοκρασία ενός πλανήτη. Το πείραμα δεν ισχύει μόνο για τους εξωπλανήτες. Θα μπορούσε επίσης να μας δώσει κάποια εικόνα για τους θολούς γείτονες όπως ο Τιτάνας, το φεγγάρι του Κρόνου, που είναι υποψήφιος για τη στήριξη της ζωής. Μια μελέτη του 2013, βασισμένη σε δεδομένα από το διαστημόπλοιο Cassini, έδειξε ότι ο θολός του Τιτάνα παράγεται από πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες, τις ίδιες ουσίες που δημιουργούν ομίχλη από τα καυσαέρια (όπως καύση άνθρακα ή ακόμα και ξύλο) εδώ στη Γη. Η μελέτη θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να καταλάβουν πώς η θολότητα του Τιτάνα επηρεάζει το φεγγάρι και επηρεάζει την πιθανότητα ζωής στον θολό κόσμο.
"Είμαστε πραγματικά ενθουσιασμένοι που καταλαβαίνουμε από πού σχηματίζονται σωματίδια, από τι είναι κατασκευασμένα, και τι σημαίνει αυτό για βιολογικά αποθέματα για την προέλευση της ζωής", λέει ο Hörst στον Halton. "Πιστεύω ότι θα μάθουμε πολλά για το [ηλιακό μας σύστημα] από το να κάνουμε αυτά τα πειράματα. Δεν θέλουμε να μάθουμε για έναν μόνο πλανήτη. θέλουμε να μάθουμε πώς λειτουργούν οι πλανήτες ".
Ενώ η απεικόνιση των εξωπλανήτων εξακολουθεί να είναι σχετικά σπάνια, αυτό δεν θα συμβεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και θα έχει χρήσιμη εικόνα για τη σύνθεση των θολών ατμοσφαιρών. Το 2019, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb έχει προγραμματιστεί να κυκλοφορήσει και θα προσφέρει τις καλύτερες ανασκαφές εξωπλανήτων ακόμη, και στη δεκαετία του 2020 μια νέα γενιά των επίγειων τηλεσκοπίων, όπως το Giant Magellan Telescope, θα έρθει και σε απευθείας σύνδεση.
