Большинство экзопланет испускают «дизельный» выхлоп — открытие

Экзопланеты класса субнептун — самый распространенный тип миров в нашей Галактике. Они крупнее Земли, но меньше Нептуна и обращаются близко к своим звездам. Их природа долго оставалась загадкой: ученые спорили, являются ли они газовыми карликами, ледяными мирами или обитаемыми планетами-океанами. Пролить свет на их структуру мешала плотная, непроницаемая для телескопов дымка. Новое исследование ученых из Чикагского университета (США), опубликованное в Astrophysical Journal Letters, предлагает неожиданное решение, вдохновленное технологиями земного автопрома.

Идея разгадки принадлежит ведущему автору статьи Джихёну Яну (Jeehyun Yang), который пришел в астрофизику из химического машиностроения, где изучал выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Анализируя невыразительные спектральные графики атмосфер субнептунов, полученные космическим телескопом «Джеймс Уэбб», Ян заметил характерную кривую. Точно такой же график дают датчики при анализе сажи дизельного мотора.

«Это выглядит так, будто в глубоких слоях атмосферы планеты работает естественный дизельный двигатель», — пояснил ученый.

При экстремально высоких температурах и колоссальном давлении, характерных для недр этих планет, углерод, водород и кислород вступают в реакцию. В результате образуются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — основа обычной земной сажи. Мощные конвекционные потоки поднимают эти частицы в верхние слои атмосферы, формируя сплошные непрозрачные облака смога, которые и скрывают планеты от объективов телескопов.

Сажевые облака не просто объясняют «слепые зоны» в данных, но и служат ключом к пониманию эволюции экзопланет. Астрономы сходятся во мнении, что субнептуны не могли сформироваться на своих нынешних раскаленных орбитах — они мигрировали ближе к звездам из дальних окраин своих систем.

В газопылевых дисках состав элементов строго зависит от расстояния до светила: тяжелые силикаты остаются внутри, а легкие газы и летучие льды (вода, углекислый газ) скапливаются на периферии. Измерив точное соотношение углерода и кислорода в шлейфах космической сажи, ученые смогут вычислить, в какой именно точке системы родилась планета. Это позволит окончательно разделить субнептуны на типы и понять, почему в нашей Солнечной системе нет ни одного подобного объекта.

Так применение законов классической химической инженерии помогло распутать одну из самых интригующих астрономических загадок последних лет.

«Джеймс Уэбб» впервые напрямую увидел поверхность экзопланеты

Астрономы впервые напрямую измерили магнитное поле экзопланет

Каменные тучи и ясное небо: «Уэбб» открыл безумную погоду на далекой планете

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX