Серные газы могут играть важную роль в фотохимии атмосфер экзопланет

Венера
Венера в реальных цветах. Фото получено зондом Mariner. Исходные изображения находятся в общественном достоянии. Авторы и права: NASA / Ricardo Nunes.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, группа исследователей из США и Франции изучила фотохимическую роль сероводорода (H2S) в тёплых атмосферах экзопланет с высоким содержанием углекислого газа.

“Мы обнаружили, что лишь небольшое присутствие серы в атмосфере, менее 2%, может оказать существенное влияние на то, как образуются частицы тумана”, – сказал ведущий автор доктор Чао Хе, из Университета Джона Хопкинса.

Это полностью меняет то, что учёные должны искать и ожидать увидеть, когда они исследуют атмосферы на планетах за пределами нашей Солнечной системы.

Хотя учёные-планетологи уже знают, что газы серы влияют на фотохимию многих планет Солнечной системы, таких как Земля, Венера и Юпитер, мало что известно о роли серы в атмосферах экзопланет.

Из-за её роли в качестве важнейшего элемента жизни на Земле, выделяемого растениями и бактериями и содержащегося в нескольких аминокислотах и ​​ферментах, учёные предлагают использовать продукты серы для поиска жизни за пределами Земли.

“Понимание того, существует ли сера и как она влияет на эти атмосферы, может помочь учёным определить, можно ли использовать газы серы в качестве биомаркера для определения наличия жизни”, — сказал доктор Хе.

Доктор Хе и его коллеги провели два ряда экспериментов, используя диоксид углерода, оксид углерода, азот, водород, воду и гелий в качестве основы для своих исходных газовых смесей.

Один эксперимент включал в смесь 1,6% серы, а другой – нет. Исследователи выполнили имитационные эксперименты в специально разработанной камере Planetary HAZE (PHAZER).

Поместив газы в камеру, они подвергли смеси воздействию одного из двух источников энергии: плазмы от тлеющего разряда переменного тока или света от ультрафиолетовой лампы.

Экзопланета
Суперземля GJ 1132b в представлении художника. Авторы и права: MPIA.

Плазма, источник энергии более сильный, чем ультрафиолетовый свет, может имитировать электрическую активность, такую ​​как молния и/или энергетические частицы, а ультрафиолетовое излучение является основным двигателем химических реакций в атмосферах планет, таких как Земля, Сатурн и Плутон.

После анализа на наличие твёрдых частиц и образовавшихся газовых продуктов команда обнаружила, что в смеси с серой было в три раза больше склеенных частиц или твёрдых частиц, взвешенных в газе.

Большинство этих частиц были органическими продуктами серы, а не серной кислотой, которые, как ранее считали исследователи, составляют большинство частиц серы на экзопланетах.

“Эта новая информация означает, что когда вы пытаетесь наблюдать за атмосферой экзопланеты и анализировать её спектры, если раньше вы ожидали увидеть другие продукты, то теперь вы должны ожидать увидеть эти органические продукты серы”, – сказал доктор Хе.

Или, по крайней мере, вы должны знать, что для них было бы необычно быть там. Это изменило бы объяснение исследований и интерпретацию спектров, которые видят исследователи.

Точно так же результаты должны побудить исследователей ожидать большего количества склеенных частиц, если они наблюдают за атмосферами экзопланет с серой, так как лишь небольшое количество серы увеличивает скорость образования таких частиц в три раза.

Опять же, это изменит то, как они интерпретируют свои выводы, и может иметь решающее значение для будущего наблюдения экзопланет.

Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.