Watafiti katika maabara ya NASA ya Jet Propulsion huko Pasadena, California, "wanapika" mazingira ya nje hapa duniani. Katika utafiti mpya, watafiti wa JPL walitumia "oveni" yenye joto kali kuwaka mchanganyiko wa oksidi na kaboni monoksidi kwa zaidi ya 1 ° C (100 ° F), ambayo ni sawa na joto lava ya kuyeyuka. Lengo lilikuwa kuiga hali ambazo zinaweza kupatikana katika mazingira ya aina maalum ya exoplanet (sayari nje ya mfumo wetu wa jua) inayoitwa "Jupiters 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:

"Maabara sahihi ya maabara ya mazingira magumu ya hawa wanaowezekana haiwezekani, lakini tunaweza kuiga 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 hubadilisha jinsi tunavyofasiri mazingira mabaya ya Jupiter's. Katika siku zijazo tunataka kusoma tabia ya erosoli hizi. Tunataka kuelewa vizuri jinsi zinaundwa, jinsi inachukua mwanga na jinsi wanavyotenda mabadiliko kwenye mazingira. Habari hii yote inaweza kusaidia wanaastadi kuelewa kile wanachoona wanapotazama 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 yanatumika mara moja kwa kufasiri kile tunachokiona katika mazingira moto ya Jupiter's. Tulidhani kuwa katika anga hizi, athari za kemikali zinaathiriwa sana na joto, lakini sasa zinageuka kuwa tunahitaji pia 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 mara kwa mara kubuni na kufanikisha mfumo huu. Hii ni kwa sababu sehemu nyingi za kawaida, kama glasi au alumini, huyeyuka kwa joto la juu kama hilo. Tunajifunza kila wakati jinsi ya kushinikiza mipaka wakati wa kuiga salama michakato hii ya kemikali katika maabara. Mwishowe, matokeo ya kufurahisha ambayo majaribio huleta yanafaa kwa kazi na juhudi zote za ziada. "