Исследователи впервые воссоздали химический состав атмосфер далеких планетах в лабораторных условиях.

Ученые обнаружили, что дымки, например, углеводородная, которая окутывает сатурнианскую луну Титан, могут формироваться на экзопланетах, известных как супер-Земли и мини-Нептуны. Химические дымки и облака могут влиять на температуру поверхности и потенциал планеты поддерживать жизнь.

Супер-Земли и мини-Нептуны — самая распространенная группа экзопланет, обнаруженная на данный момент. Самая близкая супер-Земля, Проксима-b, находится на расстоянии более 40 трлн км от Земли, что делает очень сложными ее детальные наблюдения.

Облака и дымка определяют температуру и химический состав атмосферы, и то, насколько глубоко мы можем заглянуть в атмосферу планеты. Облака формируются благодаря непрерывному циклу материала, что во многом похоже на круговорот воды в природе, а процесс производства дымок намного сложнее. Твердые частицы остаются в атмосфере планеты, где могут рассеивать свет и влиять на температуру поверхности или улететь к Солнцу с помощью осадков.

Ученые из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе (США) воспроизвели атмосферы девяти потенциальных миров, чтобы посмотреть в деталях, как эта атмосферная химия может функционировать.

Газовые смеси, насыщенные водородом, водой или углекислым газом, подвергли разряду холодной плазмы. Это запустило химические процессы, очень похожие на полярные сияния, видимые в нашей Солнечной системе. Получилось несколько красочных побочных эффектов.

Затем «атмосферы» в течение трех дней производили частицы дымки, которые были собраны на кварцевых дисках в реакторной камере. Красочные открытия продолжились, когда одна из насыщенных водородом атмосфер произвела оливково-зеленую дымку.

В нашей Солнечной системе атмосферная дымка также играет удивительную роль в атмосфере Сатурна. Одна из причин, по которой Юпитер более яркий в видимом свете, — малое количество частиц в его дымке. Если посмотреть на Сатурн в инфракрасном свете, его атмосфера окажется намного более наполненной частицами, что не заметно в видимом свете — и это из-за дымки.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб», который будет запущен в 2019 году, сможет близко посмотреть на атмосферы экзопланет и будет охотиться за биосигнатурами — признаками жизни.