Jinsi ya "kupika" mazingira ya cosmic duniani

20460x 12. 04. 2019 Msomaji wa 1

Watafiti wa Maabara ya Jet Propulsion ya NASA huko Pasadena, California, "hupika" mazingira ya nje hapa duniani. Katika utafiti mpya, wanasayansi wa JPL walitumia joto la juu "tanuri" ili kuchochea mchanganyiko wa hidrojeni na kaboni monoxide zaidi ya 1 100 ° C (2000 ° F), sawa na joto la lava iliyochombwa. Lengo lilikuwa kuiga hali ambazo zinaweza kupatikana katika mazingira ya aina fulani ya exoplanet (sayari nje ya mfumo wetu wa jua), inayoitwa "Jupiters wa moto."

Jupiter = giza kubwa

Jupitors wa moto ni gesi kubwa inayozunguka, tofauti na sayari ya mfumo wetu wa jua, karibu na nyota yao ya wazazi. Wakati Dunia inakabiliana na siku za Sun 365, Jupitors wenye joto huzunguka nyota zao kwa siku chini ya 10. Umbali huu mfupi kutoka kwa nyota ina maana kuwa joto lao linaweza kufikia 530 hadi 2 800 ° C (1 000 kwa 5 000 ° F) au zaidi. Kwa kulinganisha, siku ya joto juu ya uso wa Mercury (ambayo inakabiliana na Sun katika siku za 88) inakaribia joto la karibu 430 ° C (800 ° F).

Mwanasayansi Mkuu JPL Murthy Gudipati, kiongozi wa kikundi kilichofanya utafiti mpya mwezi uliopita katika gazeti la Astrophysical Journal, anasema hivi:

"Simulation sahihi ya maabara ya mazingira magumu ya exoplanets haya haiwezekani, lakini tunaweza kuiiga kwa karibu sana."

Timu ilianza kwa mchanganyiko rahisi wa kemikali zaidi ya gesi ya hidrojeni na gesi ya monoxide ya 0,3 kaboni. Molekuli hizi ni za kawaida sana katika ulimwengu na mapema ya mifumo ya jua, na kwa hiyo kimantiki wanaweza kuunda mazingira ya Jupiter ya moto. Mchanganyiko huo ulikuwa umewaka kwa 330 hadi 1 230 ° C (620 hadi 2 240 ° F).

Wanasayansi pia wamefafanua maabara haya kuchanganya kwa kiwango kikubwa cha mionzi ya ultraviolet - sawa na kile kinachoweza kuathiri Jupiter ya moto inayopiga nyota mzazi wake. Nuru ya UV imeonyeshwa kuwa kiungo chenye kazi. Matendo yake yamechangia sana matokeo ya kushangaza ya utafiti juu ya matukio ya kemikali ambayo yanaweza kutokea katika anga la moto.

Moto Jupiter

Jupiters wa moto wanafikiriwa na sayari kubwa na huangaza mwanga zaidi kuliko sayari za baridi. Sababu hizi zimewawezesha wataalamu wa astronomeri kujifunza zaidi juu ya mazingira yao kuliko aina nyingi za exoplanets. Uchunguzi umeonyesha kwamba angalau nyingi za Jupiter ni opaque kwenye milima ya juu. Ingawa opacity inaweza kuwa sehemu ya haki na mawingu, nadharia hii ni kupoteza ardhi na shinikizo kupungua. Hakika, opacity imekuwa imeona ambapo shinikizo la anga ni ndogo sana.

Siri ndogo ya samafi katika takwimu sahihi inaonyesha nyuzi za kikaboni zilizotengenezwa ndani ya tanuru la joto la juu. Disk ya kushoto haitumiki. Chanzo cha picha: NASA / JPL-Caltech

Kwa hiyo wanasayansi walitafuta maelezo mengine iwezekanavyo, na moja yao inaweza kuwa na erosoli - chembe imara zilizomo katika anga. Hata hivyo, kulingana na watafiti wa JPL, wanasayansi hawakujua jinsi aerosols inaweza kuunda katika anga ya joto ya Jupiter. Ilikuwa tu katika jaribio jipya ambayo mchanganyiko wa kemikali ya moto ulikuwa umeonekana kwa mionzi ya UV.

Benjamin Fleury, mtafiti na mwandishi mkuu wa JPL

"Matokeo haya hubadili njia tunayoelezea hali ya hewa isiyofaa ya Jupiter. Katika siku zijazo, tunataka kujifunza mali ya aerosols hizi. Tunataka kuelewa vizuri jinsi wanavyojenga, kunyonya mwanga na kujibu mabadiliko ya mazingira. Taarifa zote hizi zinaweza kusaidia wasomi kuelewa kile wanachokiona katika kuzingatia sayari hizi. "

Mvuke wa maji hupatikana

Uchunguzi pia ulileta mshangao mwingine: athari za kemikali zilizalisha kiasi kikubwa cha dioksidi kaboni na maji. Mvuke wa maji ulipatikana katika anga ya joto ya Jupiter, wakati wanasayansi walitarajia kwamba molekuli hii ya nadra ingezalishwa tu wakati oksijeni zaidi kuliko kaboni ilikuwapo. Utafiti mpya umeonyesha kwamba maji yanaweza kuundwa hata wakati kaboni na oksijeni vipo katika uwiano huo. (Monoxide ya kaboni ina atomu moja ya kaboni na atomi moja ya oksijeni.) Wakati dioksidi kaboni (atomi moja ya atomi na atomi mbili za oksijeni) ilitolewa bila ya mionzi ya ziada ya UV, athari za kasi ziliongezeka kwa kuongeza nyota ya nyota.

Mark Swain, mwanasayansi wa exoplanet katika JPL, na mwandishi wa ushirikiano wa utafiti anasema:

"Matokeo haya mapya yanafaa kwa kutafsiri kile tunachokiona katika hali ya moto ya Jupiter. Tulifikiri kwamba katika hali hizi, athari za kemikali huathiriwa na joto, lakini sasa tunapaswa kuangalia jukumu la mionzi. "

Pamoja na vifaa vya kizazi kijayo kama vile Kitabu cha Jedwali cha James Webb Space katika NASA, kilichozinduliwa kwa uzinduzi katika 2021, wanasayansi wanaweza kuunda maelezo ya kwanza ya kina ya anga ya anga ya hewa. Na inawezekana kwamba moja ya kwanza itakuwa tu wale karibu Jupiter moto. Masomo haya itasaidia wanasayansi kuelewa jinsi mifumo mingine ya jua imeumbwa na jinsi ilivyo sawa au tofauti na yetu.

Kwa watafiti wa JPL wameanza kazi. Tofauti na tanuru ya kawaida, inalindwa muhuri ili kuzuia kuvuja gesi au uchafuzi, na hivyo kuruhusu wanasayansi kudhibiti shinikizo lake na joto la kuongezeka. Kwa vifaa hivi wanaweza sasa kuiga anga ya hewa ya juu ya joto kwenye joto la juu hata kufikia hadi 1600 ° C (3000 ° F).

Bryana Henderson, mwandishi mwenza wa utafiti wa JPL

"Ni changamoto ya daima ya kubuni na kuendesha mfumo huu kwa mafanikio. Vipengele vingi vya kawaida, kama kioo au aluminium, vitatunguka kwenye joto la juu. Tunajifunza mara kwa mara jinsi ya kushinikiza mipaka wakati tunapofanya taratibu za kemikali hizi salama katika maabara. Lakini mwisho, matokeo ya kusisimua ambayo majaribio hutuleta yanafaa kazi na jitihada za ziada. "

Makala sawa

Acha Reply