Новое исследование с использованием архивных наблюдений обнаружило общую черту среди далеких миров, где образуются экзотические облака. Большинство облаков на Земле состоят из воды, но за пределами нашей планеты они состоят из многих химических разновидностей.
Верхняя часть атмосферы Юпитера, например, покрыта желтыми облаками из аммиака и гидросульфида аммония. А в мирах за пределами нашей Солнечной системы есть облака, состоящие из силикатов, семейства породообразующих минералов, которые составляют более 90% земной коры. Но пока исследователи не могут проследить условия, при которых образуются эти облака из небольших пылевых зерен.
Новое исследование, появившееся в ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, дает некоторое представление общего понимания того, как работают планетарные атмосферы.
«Понимание атмосфер коричневых карликов и планет, где могут образовываться силикатные облака, также может помочь нам понять, что мы увидим в атмосфере планеты, которая ближе по размеру и температуре к Земле», — сказал Станимир Метчев, профессор исследований экзопланет в Западном университете в Лондоне, Онтарио, и соавтор исследования.
Шаги для создания любого типа облака одинаковы. Во-первых, нагрейте ключевой ингредиент, пока он не превратится в пар. При правильных условиях этим ингредиентом могут быть различные вещества, включая воду, аммиак, соль или серу. Поймайте его, охладите ровно настолько, чтобы он конденсировался, и вуаля – получите облака! Конечно, горные породы испаряются при гораздо более высокой температуре, чем вода, поэтому силикатные облака видны только в горячих мирах, таких как коричневые карлики, и некоторые планеты за пределами нашей Солнечной системы.
Хотя они формируются как звезды, коричневые карлики недостаточно массивны, чтобы начать слияние, процесс, который заставляет звезды светиться. Многие коричневые карлики имеют атмосферу, почти неотличимую от атмосфер планет с газовым доминированием, таких как Юпитер.
Для этого последнего исследования астрономы собрали более 100 обнаружений и сгруппировали их по температуре коричневого карлика. Все они попали в прогнозируемый температурный диапазон того, где должны образоваться силикатные облака: между примерно 1000 и 1 700 градусов по Цельсию. В то время как отдельные обнаружения кажутся несоответствующими, но вместе они подчеркивают основную выразительную черту силикатных облаков.
В атмосферах, более горячих, чем верхний предел диапазона, идентифицированного в исследовании, силикаты остаются паром. Ниже нижнего фиксируемого предела облака превращаются в дождь или опускаются ниже в атмосферу, где температура выше.
На самом деле, исследователи считают, что силикатные облака существуют глубоко в атмосфере Юпитера, где температура намного выше, чем наверху, из-за атмосферного давления. Силикатные облака не могут подниматься выше, потому что при более низких температурах они затвердевают.
Ученые находят все большее разнообразие планетарных сред в нашей галактике. Например, они обнаружили планеты, одна сторона которых постоянно обращена к своей звезде, а другая постоянно находится в тени - планета, где могут быть видны облака разного состава, в зависимости от наблюдаемой стороны. Чтобы понять эти миры, астрономам сначала нужно будет понять общие механизмы, которые их формируют.