ستاره شناسان ایجاد cloud atlas برای مشتری-مانند سیارات فراخورشیدی

پیش بینی ابر در ارتفاعات و ترکیب برای طیف وسیعی از درجه حرارت مشترک در سیارات مشتری. این محدوده در کلوین مربوط به حدود 800-3,500 درجه فارنهایت یا 427-1,927 درجه سانتیگراد است. (UC برکلی تصویر توسط پیتر گائو)

غول سیارات در منظومه شمسی ما و گردان دیگر ستاره های عجیب و غریب ابرها بر خلاف هر چیزی که بر روی زمین و گاز غول در مدار نزدیک به ستاره های خود را — به اصطلاح داغ Jupiters — به رخ کشیدن افراطی ترین.

یک تیم از ستاره شناسان از ایالات متحده, کانادا و انگلستان در حال حاضر باید آمد تا با یک مدل است که پیش بینی می کند که از بسیاری از انواع پیشنهاد ابرها از یاقوت کبود به smoggy متان مه به انتظار در Jupiters از دماهای مختلف تا هزار درجه کلوین است.

جای تعجب رایج ترین نوع ابر انتظار می رود بیش از یک طیف وسیعی از درجه حرارت باید تشکیل شده از مایع یا جامد و قطرات از سیلیکون و اکسیژن مانند ذوب کوارتز یا مذاب و ماسه. در کولر داغ Jupiters زیر در مورد 950 کلوین (1,250 درجه فارنهایت), آسمان هستند توسط یک هیدروکربن رقیق اساسا دود.

این مدل کمک خواهد کرد که ستاره شناسان مطالعه گازها در اتمسفر از این عجیب و غریب و دور جهان پس از ابرها تداخل با اندازه گیری اتمسفر ترکیب. آن را نیز می تواند کمک به سیاره دانشمندان درک اتمسفر کولر غول سیارات و اقمار خود را مانند مشتری و زحل قمر تیتان در منظومه شمسی خود ما را.

"انواع ابرها که می تواند وجود داشته باشد در این اتمسفر چیزهایی هستند که ما واقعا فکر می کنم به عنوان ابر در منظومه شمسی گفت:" پیتر گائو یک همکار فوق دکترا در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی است که نویسنده اول یک مقاله تبيين مدل که به نظر می رسد مه 25 در مجله طبیعت نجوم. "شده اند وجود دارد که پیش بینی ترکیب های مختلف اما نکته ای که در این مطالعه به ارزیابی که از این ترکیب در واقع ماده و مقایسه مدل به داده ها در دسترس است که ما داریم."

مطالعه طول می کشد استفاده از یک بوم و بیش از یک دهه گذشته در این مطالعه از exoplanet جو. اگر سیارات فراخورشیدی هستند بیش از حد دور و کم نور قابل مشاهده بسیاری از تلسکوپ — به طور خاص تلسکوپ فضایی هابل — قادر به تمرکز بر روی ستاره و جذب نور ستاره عبور از اتمسفر سیارات آنها به عنوان عبور از مقابل ستاره های خود را. این طول موج از نور که جذب نشان داد با spectroscopic اندازه گیری بگویید ستاره شناسان که عناصر را تشکیل می دهند جو است. به تاریخ این تکنیک و دیگران پیدا کرده اند و یا استنباط حضور آب متان کربن مونوکسید و کربن دی اکسید پتاسیم و سدیم گازها و در داغترین سیارات بخار آلومینیوم و اکسید آهن و تیتانیوم است.

اما در حالی که برخی از سیارات به نظر می رسد روشن اتمسفر و روشن spectroscopic ویژگی های بسیاری از ابرها است که به طور کامل مسدود کردن نور ستاره فیلترینگ از طریق جلوگیری از این مطالعه از گازهای زیر فوقانی لایه های ابر. ترکیب این گازها می تواند به ستاره شناسان چگونه سیارات فراخورشیدی فرم و چه از بلوک های ساختمان از زندگی در حال حاضر در اطراف ستارگان دیگر است.

"ما در بر داشت بسیاری از ابرها: برخی از انواع ذرات — نه مولکول اما قطرات کوچک — که در حال حلق آویز کردن در این اتمسفر" گائو گفت. "ما واقعا نمی دانم آنچه را که آنها ساخته شده اما آنها آلوده مشاهدات ما اساسا آن را مشکل تر برای ما برای ارزیابی ترکیب و abundances از مولکول های مهم مانند آب و متان است."

یاقوت ابرها

برای توضیح این مشاهدات ستاره شناسان پیشنهاد کرده اند بسیاری از عجیب و غریب از انواع ابر متشکل از اکسیدهای آلومینیوم مانند سنگ سنباده مسائل یاقوت و یاقوت کبود; نمک مذاب مانند کلرید پتاسیم; سیلیکون اکسید و یا سیلیکات مانند کوارتز جزء اصلی از شن و ماسه; سولفید منگنز و یا روی وجود دارد که به عنوان سنگ بر روی زمین و آلی هیدروکربن ترکیبات. ابرها می تواند مایع یا جامد معلق Gao گفت.

گائو با اقتباس از مدل های کامپیوتری در ابتدا ایجاد شده برای آب زمین ابرها و پس از آن تمدید ابری اتمسفر سیارات مانند مشتری که دارای آمونیاک و متان ابرها. او گسترش مدل و حتی بیشتر به حرارت بسیار بالاتر دیده می شود گاز داغ سیاره های غول پیکر — تا 2,800 کلوین یا 4,600 درجه فارنهایت (از 2500 درجه سانتیگراد) و عناصر به احتمال زیاد متراکم به ابر در این درجه حرارت.

این مدل به حساب می گیرد چگونه گازهای مختلف اتم ها یا مولکول های متراکم به قطرات چگونه این قطرات رشد و یا تبخیر و اینکه آیا آنها به احتمال زیاد برای حمل و نقل در جو که توسط باد یا updrafts یا سینک به دلیل گرانش است.

"ایده این است که همان اصول فیزیکی راهنمای شکل گیری انواع ابرها" گفت: گائو که همچنین مدل سازی اسید سولفوریک ابرها در ونوس. "آنچه من انجام داده اند به این مدل و آن را به بقیه کهکشان و آن را قادر به شبیه سازی سیلیکات ابرها و آهن ابرها و نمک ابرها."

او سپس در مقایسه با پیش بینی های او به اطلاعات موجود بر 30 سیارات فراخورشیدی از مجموع حدود 70 ترانزیت سیارات فراخورشیدی با ثبت و انتقال طیف به تاریخ.

این مدل نشان داد که بسیاری از عجیب و غریب ابرها پیشنهاد شده در طول سال به سختی فرم زیرا انرژی مورد نیاز برای متراکم کردن گاز بیش از حد بالا است. سیلیکات ابرها متراکم به راحتی با این حال و تسلط بیش از 1200 درجه کلوین محدوده درجه حرارت: از حدود 900 تا 2000 کلوین. که طیف وسیعی از حدود 2000 درجه فارنهایت است.

با توجه به مدل در داغترین اتمسفر آلومینیوم اکسید و تیتانیوم اکسید متراکم به سطح بالا ابرها. در سیارات فراخورشیدی با کولر اتمسفر کسانی که ابرها شکل عمیق تر در این سیاره و پنهان بالاتر سیلیکات ابرها. حتی کولر سیارات فراخورشیدی این سیلیکات ابرها نیز شکل عمیق تر در فضای ترک روشن فوقانی اتمسفر. در حتی کولر درجه حرارت نور ماوراء بنفش از exoplanet ستاره تبدیل مولکولهای آلی مانند گاز متان به بسیار طولانی هیدروکربن های زنجیره ای است که به صورت یک سطح بالا رقیق شبیه به دود. این دود می تواند مبهم تر دروغ گفتن نمک ابرها از پتاسیم و یا سدیم کلرید.

برای کسانی که ستاره شناسان به دنبال روشن سیاره به راحتی مطالعه گازها در جو گائو پیشنهاد تمرکز بر روی سیارات بین حدود 900 و 1400 کلوین یا کسانی که داغتر از حدود 2200 کلوین.

"حضور ابر اندازه گیری شده است در تعدادی از exoplanet اتمسفر قبل از, اما از آن است که هنگامی که ما نگاه جمعی در یک نمونه بزرگ است که ما می توانید انتخاب کنید به غیر از فیزیک و شیمی در اتمسفر این رابطه گفت:" همکاری نویسنده هانا Wakeford, یک اخترفیزیکدان در دانشگاه بریستول در انگلستان "غالب ابر گونه است که به عنوان مشترک به عنوان شن و ماسه آن است که اساسا شن و ماسه — و از آن خواهد شد واقعا هیجان انگیز است که قادر به اندازه گیری طیفی از ابرها خود را برای اولین بار با آینده James Webb Space Telescope (JWST)."

آینده مشاهدات از جمله کسانی که توسط ناسا JWST برنامه ریزی برای راه اندازی در عرض چند سال باید قادر به تایید این پیش بینی و شاید نور در لایه های ابر از سیارات نزدیک به خانه. گائو گفت که مشابه عجیب و غریب ابرها ممکن است وجود داشته باشد در اعماق درون مشتری یا زحل که در آن درجه حرارت به کسانی که در Jupiters.

"از آنجا که هزاران نفر از سیارات فراخورشیدی در مقابل فقط یک مشتری ما می توانید مطالعه یک دسته از آنها را و ببینید که چه متوسط است و چگونه است که در مقایسه با مشتری" گائو گفت.

او و همکارانش برنامه ریزی برای آزمون مدل در برابر اطلاعات به صورت از دیگر سیارات فراخورشیدی و همچنین از کوتوله های قهوه ای که اساسا گاز سیاره های غول پیکر و بنابراین آنها تقریبا ستاره. آنها نیز از ابرها.

"در مطالعه اتمسفر سیارهای در منظومه شمسی ما به طور معمول باید در این زمینه از تصاویر. ما هیچ گونه شانس و اقبال با سیارات فراخورشیدی است. آنها فقط نقطه و یا سایه" جاناتان Fortney از UC Santa Cruz. "این از دست دادن بزرگ در اطلاعات است. اما آنچه ما را به را تشکیل می دهند برای این است که یک نمونه بسیار بزرگتر از اندازه. و اجازه می دهد که ما به دنبال روند — در اینجا یک روند در ابری — با سیاره ای متوسط چیزی است که ما فقط نمی لوکس در منظومه شمسی ما است."

دیگر نویسندگان این مقاله هستند Daniel Thorngren از دانشگاه مونترال در کانادا گراهام لی از دانشگاه آکسفورد در انگلستان دیانا پاول و یازدهم ژانگ از UC Santa Cruz, کارولین مورلی از دانشگاه تگزاس در آستین و کوین استیونسون از آزمایشگاه فیزیک کاربردی در دانشگاه جانز هاپکینز در مریلند است.

گائو شده توسط ناسا فوق دکتری برنامه و 51 Pegasi b یاران از Heising-سایمونز پایه و اساس است.

اطلاعات مربوط به