Атмосфера экзопланеты поможет раскрыть тайны ее поверхности — исследование
Наука

Атмосфера экзопланеты поможет раскрыть тайны ее поверхности — исследование

28 декабря 2023 года, 13:36

Считается, что по мере накопления астрономами данных об атмосферах экзопланет, они могут углубить свои знания о составе и эволюции этих далеких небесных тел, расположенных за пределами Солнечной системы. Легче всего изучению поддается плотная атмосфера, но она же может скрывать из виду поверхность планеты. К примеру, подобные Венере экзопланеты имеют настолько густую оболочку, что за ней невозможно разглядеть даже их рельеф. Однако ситуация может измениться благодаря новому исследованию, авторы которого провели моделирование химических взаимодействий на границе между атмосферой и поверхностью планет.

Как обратили внимание ученые, между поверхностью и атмосферой скалистых планет, как правило, происходит сильный химический обмен. Если говорить о Солнечной системе, то в ней насчитывается четыре небесных тела данной категории — Земля, Венера, Марс и Меркурий. Так, в частности, на нашей планете на состав газовой оболочки напрямую влияют круговорот воды, рост растений и вулканическая активность. Подобные обмены происходят в течение длительного периода времени, поэтому поверхность Земли и ее атмосфера никогда не находятся в состоянии взаимного равновесия.

Что касается Венеры, то с ее более плотной атмосферой и сухой поверхностью химический обмен проходит быстрее, но все же его скорость недостаточна для достижения баланса. Однако для теплых миров, подобных второй по удаленности от Солнца планете, такое равновесие может быть установлено. Эти экзопланеты вращаются вокруг небольших звезд, поэтому хорошо подходят для изучения атмосферы.

В ходе научной работы команда смоделировала химические взаимодействия на стыке атмосферы и каменистой поверхности и пришла к выводу о том, что равновесие для простых молекул, таких как углекислый газ, присутствующих в атмосфере Венеры, можно применять в изучении состава ее поверхности. В зависимости от температуры внешнего слоя на венероподобных экзопланетах могут наблюдаться сильные взаимодействия для более сложных молекул CaAl2Si2O8 и MgAl2O4.

Иными словами, при ряде обстоятельств небольшие скалистые планеты, вращающиеся вокруг теплой звезды-хозяина, могут стать подходящими кандидатами для проведения подобного рода исследований. Новые данные об особенностях атмосфер могут стать ключом к пониманию их поверхности и даже геологической активности. «Мы могли бы даже определить, присутствуют или отсутствуют те или иные минералы на поверхности экзопланеты, даже не рассматривая ее непосредственно», — подчеркнули авторы статьи.

По словам ученых, подобная информация также позволит выяснить процессы формирования планет земной группы. Прошлые исследования уже показали, что Солнечная система довольно необычна, в том числе по причине отсутствия в ее внутренней части крупных планет. Если ученые смогут детально изучить эволюцию и состав аналогичных звездных систем, то это поможет понять и нашу собственную.