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在实验室中养成的异形大气可以帮助系外行星搜索

  在实验室中养成的异形大气可以帮助系外行星搜索作者:Nola Taylor Redd,Space.com贡献者

   2018年4月5日美国东部时间上午07:06 0 0 更多在实验室中养成的异形大气可以帮助系外行星搜索约翰霍普金斯大学的研究人员SarahH?rst和Chao He在干燥的氮气手套箱中检查了模拟大气的样本。研究小组将9个模拟系外行星的气氛混合在一起,以测试实验室中的雾状物。图片来源:Will Kirk / Homewood摄影虽然太空中的望远镜可以在不受地球云层干扰的情况下扫描天空,但它们仍会遇到其他行星上的雾霾问题。为了绕过雾天,研究人员模拟了系外行星大气中的雾霾形成,希望能更好地了解NASA的詹姆斯韦伯太空望远镜的未来观测结果。 “我们开始做这项工作的原因之一是要了解这些行星上是否有雾霾层会使它们或多或少变得适合居住,”主要作者SarahH?rst 在一份声明中说。马里兰州约翰霍普金斯大学的研究员赫斯特和她的团队在他们的计算机模型中改变了气体水平,以建造九个模拟行星。然后,在实验室中,研究人员创建了由该模型预测的粒子组合,以确定哪种气体混合物最有可能形成雾状。[ 美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜抵达加利福尼亚进行最终测试 ] 现在你把它弄糊涂了 - 现在你没有通过将最强大的望远镜转向系外行星,天文学家可以确定哪些气体构成了这些世界的大气层。美国宇航局的哈勃太空望远镜和地面仪器已经提供了一些关于其他世界的提示,即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)预计将进一步探测。 广告当固体颗粒悬浮在大气中时,它们会形成雾,影响光与气体的相互作用,干扰望远镜观察。具体而言,雾度会使望远镜可以拾取的光的波长静音,研究人员使用这些波长来识别大气。赫斯特和她的团队使用计算机模型来组装超级地球或迷你海王星的气氛,这些太空系统中没有的世界类型。超级地球是比地球更大的岩石世界,而迷你海王星是这个太阳系中的气体巨人的缩影版本。这些模型混合了三种主要气体 - 二氧化碳,氢气和气态水 - 和其他四种气体在模型中的较低程度:氦气,一氧化碳,甲烷和氮气。然后,研究人员改变了混合物的温度,以产生在九个模拟世界中观察到的数量。在将气体混合在腔室中并加热后,H?rst和她的团队将混合物流过等离子体放电以引发化学反应。带电粒子的流动破坏了气体分子,使它们彼此重新结合,形成新的东西; 这使研究人员能够看到哪些大气层产生了雾霾。 赫尔斯说:“有时候,他们会制造一个坚固的粒子,产生阴霾,有时他们也不会。” “这篇论文的基本问题是:这些气体混合物中的哪一种 - 这些气氛中的哪一种 - 我们预计会变得朦胧?” 事实证明,所有这些都是。研究人员发现,九种“气氛”中的每一种都产生了不同数量的雾霾。令科学家们惊讶的是,他们在两个以水为主的大气层中发现了最雾霾的粒子,而不是在甲烷大气层中,他们希望看到更多的雾霾。 “我们很长一段时间都认为甲烷化学是制造雾霾的唯一途径,我们现在知道这不是真的,”赫斯特说。甲烷由氢和碳组成,它们存在于实验中。 SarahH?rst看着实验室??,看是否正在形成雾霾。 SarahH?rst看着实验室??,看是否正在形成雾霾。图片来源:Will Kirk / Homewood摄影研究人员还发现,粒子颜色的差异可能会影响雾霾捕获的热量。研究人员表示,雾霾可能在可居住性方面发挥作用。就像今天地球上的臭氧层有助于保护生命免受有害辐射一样,科学家怀疑过去原始的雾霾可能会保护地球。研究人员说,类似的阴霾也可以帮助生活在外行星上的生命生存,甚至茁壮成长。研究人员表示,该团队接下来将分析不同的雾霾,看看粒子的颜色和大小如何影响它们与光的相互作用。这些细节将有助于研究人员在尝试使用Webb测量系外行星的成分时,该系统将于2019年启动。该结果将有助于确定在发射后将仪器对准的最佳系外行星。 “我们试图帮助人们解决的部分内容基本上是你想看的地方,”赫尔斯特说。

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