Los científicos han simulado las condiciones que permiten que se formen cielos brumosos en exoplanetas ricos en agua, un paso crucial para determinar cómo la neblina distorsiona las observaciones con telescopios terrestres y espaciales.
La investigación proporciona nuevas herramientas para estudiar la química de las atmósferas de los exoplanetas y ayudará a los científicos a modelar cómo se forman y evolucionan los exoplanetas acuosos, hallazgos que podrían ayudar en la búsqueda de vida fuera de nuestro sistema solar.
«El panorama general es si hay vida fuera del sistema solar, pero tratar de responder a ese tipo de preguntas requiere un modelado realmente detallado de todas las diferentes especies, específicamente en planetas que tienen mucha agua», dijo el coautor. Sara Hurst, profesor asociado de ciencias planetarias y de la Tierra en la Universidad Johns Hopkins. “Esto ha sido un gran desafío porque no tenemos el trabajo de laboratorio para hacerlo, por lo que estamos tratando de utilizar estas nuevas técnicas de laboratorio para sacar más provecho de los datos que estamos recopilando con todos estos grandes telescopios. «
El equipo publicó sus hallazgos hoy en astronomía de la naturaleza.
El hecho de que la atmósfera de un planeta contenga neblina u otras partículas tiene un efecto notable en las temperaturas globales, los niveles de luz estelar entrante y otros factores que pueden obstaculizar o mejorar la actividad biológica, dijeron los investigadores.
El equipo llevó a cabo los experimentos en una sala especialmente diseñada dentro del laboratorio de Horst. Horst dijo que son los primeros en determinar cuánta niebla se puede formar en planetas acuosos fuera del sistema solar.
La niebla consiste en partículas sólidas suspendidas en un gas y cambia la forma en que la luz interactúa con ese gas. Los diferentes niveles y tipos de neblina pueden afectar la forma en que las partículas se propagan a través de la atmósfera, cambiando lo que los científicos pueden descubrir sobre planetas distantes usando telescopios.
«El agua es lo primero que buscamos cuando intentamos determinar si un planeta es habitable, y ya existen interesantes observaciones de agua en las atmósferas de exoplanetas. Pero nuestros experimentos y modelos sugieren que estos planetas probablemente también contengan neblina ,» él dijo. Chow él, un científico planetario que dirigió la investigación en la Universidad Johns Hopkins. «Esta neblina realmente complica nuestras observaciones, porque oscurece nuestra visión de la química y las propiedades moleculares de la atmósfera del exoplaneta».
Los científicos estudian exoplanetas utilizando telescopios que observan cómo pasa la luz a través de sus atmósferas y descubren cómo los gases atmosféricos absorben diferentes formas o longitudes de onda de esa luz. Las observaciones distorsionadas pueden dar lugar a cálculos incorrectos de las cantidades de sustancias importantes en el aire, como el agua y el metano, y del tipo y los niveles de partículas en la atmósfera. Tales interpretaciones erróneas podrían debilitar las conclusiones de los científicos sobre las temperaturas globales, el espesor atmosférico y las condiciones en otros planetas, dijo Horst.
El equipo preparó dos mezclas de gases que contienen vapor de agua y otros compuestos que se supone son comunes en los exoplanetas. Radiaron esos brebajes con luz ultravioleta para simular cómo la luz de una estrella inicia las reacciones químicas que producen partículas de niebla. Luego midieron la cantidad de luz que las partículas absorbían y reflejaban para comprender cómo interactuaban con la luz en la atmósfera.
Los nuevos datos coincidieron con las firmas químicas de un exoplaneta bien estudiado llamado GJ 1214 b con mayor precisión que investigaciones anteriores, lo que demuestra que la neblina con diferentes propiedades ópticas puede conducir a interpretaciones erróneas de la atmósfera de un planeta.
Las atmósferas espaciales podrían ser muy diferentes a las de nuestro sistema solar, dijo Horst, añadiendo que hay más de 5.000 exoplanetas confirmados con química atmosférica diferente.
El equipo ahora está trabajando para crear más «análogos» de la niebla hechos en laboratorio utilizando mezclas de gases que representen con mayor precisión lo que ven con los telescopios.
“La gente podrá utilizar esos datos cuando modelen esas atmósferas para tratar de comprender cosas como la temperatura en la atmósfera y la superficie del planeta, si hay nubes, qué tan altas son, de qué están hechas o cómo rápidos son los vientos», dijo Horst. «Estas cosas pueden ayudarnos a centrar nuestra atención en planetas específicos y hacer que nuestras experiencias sean únicas en lugar de simples pruebas generales cuando intentamos comprender el panorama general».
Otros autores incluyen a Michael Radke y Sarah E. Moran, de la Universidad Johns Hopkins; Y Nicole K. Lewis, de la Universidad de Cornell; Julián I. Instituto Moisés de Ciencias Espaciales; Marcas. Marley de la Universidad de Arizona; Natasha E. Batalha del Centro de Investigación Ames de la NASA; Eliza M.-R. Kempton de la Universidad de Maryland, College Park; Y Carolina V. Morley de la Universidad de Texas en Austin; jeff a. Valenti del Instituto Científico del Telescopio Espacial; y Veronique Vuitton de la Universidad de Grenoble Alpes.
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