Laboris loodud simuleeritud atmosfääri häguse udu analüüsimine on oluline samm tulnukate otsimise suunas. Nagu te ilmselt teate, uurib James Webbi kosmoseteleskoop signaalide otsimisel planeedi atmosfääri. Kuidas aga teada saada, milline õhkkond võib elu toetada?
Simulatsioonid aitavad luua atmosfäärimudeleid, mis võivad eksisteerida kaugetes maailmades, mis tiirlevad teiste päikesesüsteemide tähtede ümber, ütleb Sarah Hirst, Johns Hopkinsi ülikooli maa- ja planeediteaduste dotsent.
"Üks põhjus, miks me seda tööd alustasime, on mõista, kas udukiht muudaks need planeedid enam-vähem elamiskõlblikuks," ütleb Hirst. Teos ilmus ajakirjas Nature Astronomy.
Sõrmejälgede otsing
Planetoloogid ja astronoomid uurivad kaasaegsete teleskoopide abil, millised gaasid on eksoplaneetide atmosfääris. "Igal gaasil on ainulaadne sõrmejälg," ütleb Hirst. "Kui mõõdate piisavalt laia spektrivahemikku, saate aru, kuidas kõik need väljatrükid kattuvad."
Kaasaegsed teleskoobid ei tööta aga igat tüüpi eksoplaneediga, sest nad ei suuda häguses keskkonnas hakkama saada. Udu koosneb tahketest osakestest, mis on suspendeeritud gaasis ja muudavad valguse vastastikust mõju. Selline spektraaltrükkide ummistumine muudab gaasi koostise mõõtmise keeruliseks.
Teadlased on väitnud, et osoonikihiga sarnane ürgse udukiht, mis kaitseb Maad kahjuliku kiirguse eest, võib kaitsta elu selle välimuse eest. Võõra elu otsimisel oleks mõttekas. Hirst usub, et tema laborisimulatsioonid võivad aidata eksoplanetoloogidel kindlaks teha, millised atmosfääritüübid on kõige tõenäolisemalt udused.
Reklaamvideo:
Eksoplaneedid on tavaliselt Maast suuremad ja Neptuunist väiksemad. Kuna meie päikesesüsteemist pole selle klassi planeete leitud, raskendab meie piiratud teadmine nende uurimist.
Järgmisel aastal Webbi teleskoobi käivitamisega loodavad teadlased uurida eksoplaneedi atmosfääri üksikasjalikult. Uus infrapuna-teleskoop saab ajas tagasi vaadata isegi kaugemale kui Hubble, valgust koguva pinnaga 6,25 korda suurem. Maast 1,5 miljoni kilomeetri kaugusel Päikese ümber tiirlev teleskoop aitab teadlastel mõõta eksoplaneetide atmosfääri koostist ja võimaluse korral leida isegi elu ehitusmaterjalid.
"Püüame osaliselt aidata inimestel valida, kus õppida," ütleb Hirst.
Miniatuursed atmosfäärid
Hirsti meeskond pani arvutimudeleid kasutades kokku atmosfäärikompositsioonide komplekti, mis simuleerivad spermaad või minineptuune. Muutes kolme domineeriva gaasi (süsinikdioksiid, vesinik ja gaasiline vesi), nelja muu gaasi (heelium, süsinikmonooksiid, metaan ja lämmastik) ning kolme temperatuurikomplekti taset, kogusid nad üheksa erinevat "planeeti".
Seejärel lõid teadlased pakutavad atmosfäärid, segades kambris gaase ja neid kuumutades. Kolme päeva jooksul voolas kuumutatud segu läbi plasmaüksuse, mis algatas kambris keemilised reaktsioonid.
“Energia lagundab gaasimolekule, millest alustame. Nad reageerivad üksteisega ja toodavad uusi molekule, mõnikord toodavad nad tahket osakest (moodustades udu), mõnikord mitte,”ütleb Hirst.
"Selle töö põhiküsimus on: milline neist gaaside segudest - nendest atmosfääridest - on udune?" Küsib Hirst.
Kõik üheksa varianti, nagu teadlased leidsid, olid vähemalt veidi ebamäärased. Üllatus oli, millised kombinatsioonid andsid rohkem. Meeskond leidis kõige mustemad osakesed kahes atmosfääris, kus domineeris vesi.
"Pikka aega uskusime, et metaankeemia on ainus õige viis udu tekitamiseks, kuid nüüd teame, et see pole nii," ütleb Hirst, viidates nii vesiniku- kui ka süsinikurikkale keemiale.
Järgmine samm on Hirsti rühma jaoks erinevat tüüpi udu analüüsimine, määrates kindlaks, kuidas osakeste värv ja suurus mõjutavad osakeste ja valguse koostoimeid. Samuti plaanivad nad testida teisi ühendeid, temperatuure, energiaallikaid ja testida udus tekkivat ühendit.
Ilja Khel
