Bolygónyi dízelmotor: korom rejtheti el számos idegen égitest titkait

Ha a világűrből fotók készülnek a Földről, tisztán kivehetők a földrészek, a tengerek, számos felszíni részlet. A Chicagói Egyetem szakemberei azonban arra jutottak, hogy egészen más lehet a helyzet számos exobolygóval: koromból álló homályba burkolózhatnak, elrejtve felszínüket a külső szemlélő elől. A kutatók az úgynevezett mini-Neptunuszok, vagyis a mi Neptunuszunkhoz hasonló típusú, ám annál kisebb exobolygók sokaságát vizsgálták meg.

A mini-Neptunuszok olyan bolygók, amelyekre nincs a Naprendszerben példa. A Földnél ezek nagyobbak, de kisebbek, mint a Neptunusz, és igen sűrű légkörrel rendelkeznek. Sokuk rémesen közel kering csillagához, felszínét emiatt magmaóceán borítja, a légköri hőmérséklete is elérheti az 1000-1500 Celsius fokot. Ennél sokkal többet azonban nem is nagyon tudunk róluk. A James Webb-űrteleszkóp egyre gyűjtötte róluk az információkat, és kiderült, hogy egy bizonyos hőmérsékletet elérve a légkörük átlátszatlanná válik. A légköri összetétel elemzése azonban igencsak hasonlított a belső égésű motorok égéstermékeinek összetételéhez, meghatározott hőmérsékleti viszonyok közt.

A kutatók szerint e bolygók légnyomása és légköri hőmérséklete olyan nagy lehet, hogy ennek hatására különféle policiklusos aromás szénhidrogének (PAH) alakulnak ki, amelyekből azután korom lesz. Ez pedig pont olyan, mintha egy bolygó méretű dízelmotor pöfögne és okádná a szennyező anyagokat a légkörük mélyén. Ezek a bolygók gyakorlatilag koromból álló szmogba burkolóznak – hasonlóan az ipari forradalom Londonjához.

A mini-Neptunuszok légkörének működésére készítettek egy modellt a kutatók, majd annak eredményeit valódi exobolygókkal hasonlították össze. Emellett a korábbi Hubble- és James Webb-űrteleszkópok végezte felmérésekből származó nagyobb bolygóminta trendszerű eredményeit is felhasználták. Ezen adatok sokaságával ellenőrizhették, hogy a modell visszaadja-e azokat az összefüggéseket, amelyeket a hőmérséklet és a légköri ködösség között megfigyeltek.

Bár e bolygók légköri hőmérséklete nem pont akkora, mint a dízelmotorokban mérhető, azonban a nagy mélységben uralkodó nagy nyomás hatására a kémiai körülmények mégis azonossá válnak. Ennek köszönhetően jöhetnek létre a PAH molekulák, ha megfelelő arányban van jelen a szén és az oxigén.

Ahol nagy mennyiségben képződnek ezek a korom-előanyagok, ott később sötét, átlátszatlan aeroszolok is kialakulhatnak. Nem teljesen tisztázott azonban, hogy maguk a koromszerű részecskék jutnak-e fel a légkör magasabb rétegeibe, vagy inkább a PAH-molekulák keverednek fel, és ezek a sötét aeroszolok csak a magasabb régiókban jönnek azután létre.

Mindez azt is jelenti még, hogy a légköri korom segítségével bepillanthatnak a szakemberek e különös bolygók születésének titkaiba. A korom kialakulásához vezető kémiai reakciók alapján ki lehet következtetni a bolygók keletkezése során fennállt állapotokat, az egyes alkotóelemek, így a szén és az oxigén arányait. Ez pedig maguknak az idegen bolygórendszereknek a kialakulásáról is mesél.