Ang mga mananaliksik sa Jet Propulsion Laboratory ng NASA sa Pasadena, California, ay "nagluluto" ng isang extraterrestrial na kapaligiran dito mismo sa Earth. Sa isang bagong pag-aaral, ang mga mananaliksik ng JPL ay gumamit ng isang "oven" na may mataas na temperatura upang mapainit ang isang timpla ng hydrogen at carbon monoxide na higit sa 1 ° C (100 ° F), na katumbas ng temperatura ng tinunaw na lava. Ang layunin ay gayahin ang mga kundisyon na maaaring matagpuan sa kapaligiran ng isang espesyal na uri ng exoplanet (isang planeta sa labas ng ating solar system) na tinawag na "mainit na Jupiters."

Jupiter = space giants

Ang mga Hot Jupitor ay mga higanteng gas na nag-oorbit, hindi katulad ng mga planeta ng ating solar system, napakalapit sa kanilang magulang na bituin. Habang ang Daigdig ay nag-oorbit sa Araw ng 365, ang mga mainit na Jupitor ay nagpapalibot sa kanilang mga bituin nang mas mababa sa 10 na araw. Ang maikling distansya mula sa mga bituin ay nangangahulugan na ang kanilang mga temperatura ay maaaring umabot sa 530 sa 2 800 ° C (1 000 sa 5 000 ° F) o higit pa. Sa paghahambing, ang isang mainit na araw sa ibabaw ng Mercury (na nagbubuklod sa Araw sa araw ng 88) ay umabot sa temperatura ng tungkol sa 430 ° C (800 ° F).

Chief Scientist JPL Murthy Gudipati, pinuno ng grupo na nagsagawa ng isang bagong pag-aaral noong nakaraang buwan sa Astrophysical Journal, ay nagsabi:

"Ang isang tumpak na simulate ng laboratoryo ng malupit na kapaligiran ng mga exoplanet na ito ay hindi posible, ngunit maaari natin itong tularan nang mabuti."

Ang koponan ay nagsimula sa isang simpleng kemikal na timpla ng halos haydrodyen gas at 0,3 carbon monoxide gas. Ang mga molecule na ito ay karaniwan sa sansinukob at maagang solar system, at samakatuwid lohikal na maaari nilang likhain ang kapaligiran ng mainit na Jupiter. Pagkatapos ay pinainitan ang halo sa 330 sa 1 230 ° C (620 sa 2 240 ° F).

Inilantad din ng mga siyentipiko ang lab na ito sa mataas na dosis ng ultraviolet radiation - katulad sa kung ano ang maaaring makaapekto sa mainit na Jupiter na nagbubuklod sa magulang na bituin nito. Ang UV light ay ipinakita na isang aktibong sangkap. Ang kanyang mga pagkilos ay higit na nakaambag sa kamangha-manghang mga resulta ng isang pag-aaral sa phenomena ng kemikal na maaaring maganap sa mga mainit na atmospheres.

Hot Jupiter

Ang mga Hot Jupiters ay itinuturing na mahusay na mga planeta at nagpapalabas ng higit na liwanag kaysa sa mas malamig na mga planeta. Ang mga kadahilanang ito ay nagpapahintulot sa mga astronomo na matuto nang higit pa tungkol sa kanilang kapaligiran kaysa sa iba pang mga uri ng mga exoplanet. Ipinakikita ng mga obserbasyon na maraming mga atmospheres ng Jupiter ay hindi malabo sa mataas na mga altitude. Kahit na ang opacity ay maaaring bahagyang pawalang-sala sa pamamagitan ng mga ulap, ang teorya na ito ay nawawala ang lupa na may decreasing presyon. Sa katunayan, ang opacity ay naobserbahan kung saan napakababa ang presyur sa atmospera.

Ang maliit na sapphire disc sa tamang pigura ay nagpapakita ng mga organic na aerosol na nabuo sa loob ng mataas na temperatura na hurno. Ang kaliwang disk ay hindi ginagamit. Pinagmulan ng Imahe: NASA / JPL-Caltech

Naghanap ang mga siyentipiko ng isa pang posibleng paliwanag, at ang isa sa mga ito ay maaaring maging aerosols - solid na particle na nasa kapaligiran. Gayunman, ayon sa mga mananaliksik ng JPL, hindi alam ng mga siyentipiko kung paano maaaring bumuo ng mga aerosol sa mga mainit na atmospheres ng Jupiter. Ito ay lamang sa isang bagong eksperimento na ang mainit na kemikal na timpla ay napakita sa UV radiation.

Benjamin Fleury, tagapagpananaliksik at nangunguna sa may-akda ng JPL

"Ang resulta na ito ay nagbabago sa paraan ng aming pagbibigay kahulugan sa malubhang mainit na kapaligiran ni Jupiter. Sa hinaharap nais naming pag-aralan ang mga katangian ng mga aerosol na ito. Nais naming mas maunawaan kung paano nabuo ang mga ito, kung paano sila tumanggap ng ilaw at kung paano sila tumugon sa mga pagbabago sa kapaligiran. Ang lahat ng impormasyong ito ay makakatulong sa mga astronomo na maunawaan kung ano ang nakikita nila habang sinusunod nila ang mga planeta na ito. "

Nahanap ang singaw ng tubig

Ang pag-aaral ay dinala ng isa pang sorpresa: ang mga kemikal na reaksyon ay gumawa ng maraming halaga ng carbon dioxide at tubig. Ang singaw ng tubig ay natagpuan sa mainit na mga atmospera ng Jupiter, habang inaasahan ng mga siyentipiko na ang bihirang moleko na ito ay gagawin lamang kapag may higit na oksiheno kaysa sa carbon. Ang isang bagong pag-aaral ay nagpakita na ang tubig ay maaaring mabuo kahit na ang carbon at oxygen ay nasa parehong ratio. (Ang carbon monoxide ay naglalaman ng isang atom ng carbon at isang atom ng oksiheno.) Habang ang carbon dioxide (isang carbon atom at dalawang oxygen atoms) ay ginawa nang walang karagdagang UV radiation, ang mga reaksyon ay pinabilis sa pagdaragdag ng simulate star light.

Ang Mark Swain, isang exoplanet na siyentipiko sa JPL, at co-author ng pag-aaral ay nagsabi:

"Ang mga bagong resulta ay agad na magagamit para sa pagbibigay kahulugan ng nakikita natin sa mainit na mga kapaligiran ng Jupiter. Ipinagpalagay namin na sa mga atmospheres na ito, ang mga reaksyong kemikal ay higit na apektado ng temperatura, ngunit ngayon lumalabas na kailangan din nating tingnan ang papel ng radiation. "

Sa mga susunod na henerasyon na aparato tulad ng James Webb Space Telescope sa NASA, inilunsad para sa paglulunsad sa 2021, ang mga siyentipiko ay maaaring lumikha ng unang detalyadong mga profile ng kemikal ng exoplanetary atmospheres. At posible na ang isa sa mga una ay magiging mga nasa paligid ng mainit na Jupiter. Ang mga pag-aaral na ito ay tutulong sa mga siyentipiko na maunawaan kung paano ang hugis ng iba pang mga sistema ng solar at kung paano kapareho o naiiba ang mga ito sa atin.

Para sa mga mananaliksik ng JPL ay nagsimula na lang. Hindi tulad ng isang karaniwang pugon, ito ay hermetically selyadong upang maiwasan ang gas butas na tumutulo o kontaminasyon, kaya na nagpapahintulot sa mga siyentipiko na kontrolin ang presyon nito sa pagtaas ng temperatura. Sa pamamagitan ng kagamitang ito maaari na nilang gayahin ang mga exoplanetary atmospheres sa mas mataas na temperatura na umaabot hanggang sa 1600 ° C (3000 ° F).

Bryana Henderson, co-author ng isang JPL study

"Ito ay isang pare-pareho na hamon upang matagumpay na idisenyo at mapatakbo ang sistemang ito. Ito ay sapagkat ang karamihan sa mga karaniwang bahagi, tulad ng baso o aluminyo, natutunaw sa napakataas na temperatura. Patuloy kaming natututo kung paano itulak ang mga hangganan habang ligtas na ginagaya ang mga prosesong kemikal na ito sa laboratoryo. Gayunpaman, sa huli, ang kapanapanabik na mga resulta na dala ng mga eksperimento ay nagkakahalaga ng lahat ng labis na trabaho at pagsisikap. "