JWST знаходить екзопланети, забруднені димом від дизельного пального

Це 2134 рік, і людство нарешті прийняло зелені технології, позбувшись від шкідливих технологій, що спалюють викопне паливо, зокрема бензин, деревину, вугілля та нафту. Внаслідок цього сажа стала застарілою, і всі комерційні продукти з сажі, включаючи взуття, дроти, комп'ютерні продукти та продукти для очей, тепер виробляються з екологічно чистих технологій. Однак надбагаті, які все ще люблять неекологічні продукти, готові платити за сажу вагу в золото. Тому Корпорація дослідження екзопланет оснащує свій найкращий корабель для пошуку атмосфер екзопланет, збагачених сажою.

У наші дні команда дослідників нещодавно вивчала, як клас екзопланет, званих суб-Нептунами, може мати атмосфери, схожі на сажу, ставлячи під сумнів минулі дослідження щодо атмосферних складів суб-Нептунів, які потенційно можуть містити метан. Зі своїми висновками, нещодавно опублікованими в "Листах Астрономічного Журналу", дослідники прагнули визначити атмосферні склади суб-Нептунів, чия рівноважна температура коливається приблизно між 500-800 Кельвін (227-527 градусів Цельсія/441-981 градусів Фаренгейта). У планетарній науці рівноважна температура планети — це теоретична температура, яку планета мала б, якщо б її нагрівали лише її зірка.

Для дослідження дослідники використовували серію комп'ютерних моделей для моделювання виробництва поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАВ) в атмосферах екзопланет, при цьому ПАВ знаходяться всередині та на поверхні сажі, оскільки остання діє як губка для ПАВ. Разом із рівноважною температурою команда врахувала співвідношення вуглецю до кисню (C/O) та металічність в атмосфері.

Врешті-решт, дослідники виявили, що верхні атмосфери суб-Нептунів функціонують як масивні двигуни згоряння, називаючи їх "фабриками сажі", які транспортують ПАВ до верхньої атмосфери, де телескоп Джеймса Вебба (JWST) NASA потенційно може використовувати свої потужні інструменти для їх спостереження. Команда також зазначає, що кількість ПАВ досягла піку при 600 К, але зменшилася при вищих і нижчих рівноважних температурах, а також кількість ПАВ варіювалася в залежності від різних C/O та металічностей.

"Наскільки я знаю, це перший випадок, коли хімічна інженерія була застосована в галузі дослідження екзопланет", — сказав доктор Джіхьон Ян, який є постдокторантом в Університеті Чикаго та головним автором дослідження. "Я вважаю, що це чудовий випадок, який показує, чому наявність людей з різних фонів може допомогти нам розгадати ці загадки."

Дослідники обговорили, як кілька екзопланет суб-Нептунів вписуються в дані з їхніх висновків, при цьому ці дані екзопланет були отримані за допомогою JWST та телескопа Хаббла NASA. Ці екзопланети включають GJ 436 b (32 світлові роки), GJ 1214 b (48 світлових років), HD 97658 b (70 світлових років), GJ 3090 b (73 світлові роки), LP 791-18 c (86 світлових років), TOI-836 c (90 світлових років), GJ 9827 d (97 світлових років), GJ 3470 b (100 світлових років), TOI-674 b (150 світлових років). Дослідники зазначають у своїх висновках, що GJ 1214 b має найбільший потенціал для наявності атмосфери, що виробляє сажу, враховуючи її рівноважну температуру, співвідношення C/O та металічність.

Розташована приблизно за 48 світлових років, GJ 1214 b, за оцінками, має масу та радіус приблизно 6.26 і 2.74 Землі відповідно. Вона обертається навколо своєї червоної карликової зірки приблизно за 1.58 днів, при цьому червоні карликові зірки менші та холодніші за наше сонце. Враховуючи її надзвичайно близьку відстань до зірки, GJ 1214 b є приливно заблокованою, що означає, що вона завжди має одну сторону, що дивиться на свою зірку. Внаслідок цього JWST виміряв значні температурні різниці між денним і нічним боком екзопланети, що вказує на те, що GJ 1214 b не успішно передає тепло в своїй атмосфері. Нарешті, її рівноважна температура становить приблизно 550 K, що потрапляє в діапазон параметрів дослідження, а також її атмосферний склад має високий вміст металічності.

Які нові уявлення про "фабрики сажі" екзопланет зроблять дослідники в найближчі роки та десятиліття? Час покаже, і саме тому ми займаємося наукою!

Як завжди, продовжуйте займатися наукою та дивіться вгору!