La NASA ayuda a descifrar cómo algunos planetas distantes tienen nubes de arena

Las enanas marrones, cuerpos celestes que se encuentran entre las estrellas y los planetas, se muestran en esta ilustración con un rango de temperaturas, desde la más caliente (izquierda) hasta la más fría (derecha). Los dos en el medio representan aquellos en el rango de temperatura apropiado para la formación de nubes de silicato. Crédito: NASA/JPL-Caltech

La mayoría de las nubes en la Tierra están compuestas de agua, pero más allá de nuestro planeta se presentan en muchas variedades químicas. Por ejemplo, la parte superior de la atmósfera de Júpiter está cubierta de nubes amarillentas compuestas de amoníaco e hidrosulfuro de amonio. Y en mundos fuera de nuestro sistema solar, hay nubes de silicatos, una familia de minerales formadores de rocas que constituyen más del 90% de la corteza terrestre. Pero los investigadores no pudieron observar las condiciones bajo las cuales se forman estas nubes de diminutos granos de polvo.


Un nuevo estudio aparece en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society Ofrece algunas ideas: la investigación revela el rango de temperatura en el que las nubes de silicato pueden formarse y ser visibles en la parte superior de la atmósfera de un planeta distante. Este descubrimiento se obtuvo a partir de observaciones realizadas por el telescopio espacial Spitzer retirado de la NASA. enanas marronesestrellas espirales que se encuentra entre planetas y estrellas, pero encaja con una comprensión más general de cómo atmósferas planetarias trabajar.

dijo Stanimir Meshev, profesor de estudios de exoplanetas en Western University en London, Ontario, y coautor del estudio.

química nublada

Los pasos para crear cualquier tipo de nube son los mismos. Primero, calienta el ingrediente principal hasta que se convierta en vapor. En las condiciones adecuadas, este ingrediente puede ser una variedad de cosas, como agua, amoníaco, sal o azufre. Sosténgalo, enfríelo lo suficiente como para condensarlo y listo: ¡nubes! Por supuesto, las rocas se evaporan a una temperatura mucho más alta que el agua, por lo que las nubes de silicato solo se pueden ver en mundos calientes, como las enanas marrones utilizadas en este estudio y algunos planetas fuera de nuestro sistema solar.

Aunque se forman como estrellas, las enanas marrones no son lo suficientemente masivas para iniciar la fusión, el proceso que hace que las estrellas brillen. Muchas enanas marrones tienen atmósferas que son casi indistinguibles de las de los planetas dominados por gas, como Júpiter, por lo que pueden usarse como representación de esos planetas.

La NASA ayuda a descifrar cómo algunos planetas distantes tienen nubes de arena

Las nubes de silicato pueden ser visibles en atmósferas de enanas marrones, pero solo cuando la enana marrón es más fría que unos 3100 grados Fahrenheit (alrededor de 1700 grados Celsius) y más cálida que 1900 grados Fahrenheit (1000 grados Celsius). Demasiado calor y las nubes se están evaporando. Mucho frío, convirtiéndose en lluvia o hundiéndose en la atmósfera. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Antes de este estudio, los datos de Spitzer ya habían indicado la presencia de nubes de silicato en un puñado de la atmósfera de la enana marrón. (El Telescopio Espacial James Webb de la NASA podrá confirmar este tipo de nubes en mundos distantes). Este trabajo se realizó durante los primeros seis años de la misión Spitzer (lanzada en 2003), cuando el telescopio funcionaba con tres instrumentos crioenfriados. . En muchos casos, sin embargo, la evidencia de nubes de silicato en las enanas marrones observadas por Spitzer era demasiado débil para estar sola.

En esta última investigación, los astrónomos recolectaron más de 100 de esos hallazgos marginales y los clasificaron por la temperatura de la enana marrón. Todos ellos caen dentro del rango de temperatura esperado donde se deberían formar las nubes de silicato: entre alrededor de 1,900°F (alrededor de 1,000°C) y 3100°F (1700°C). Si bien los descubrimientos individuales son marginales, juntos revelan una característica específica de las nubes de silicato.

dijo Gennaro Suárez, investigador postdoctoral en Western University y autor principal del nuevo libro de estudio. «Nos sorprendió mucho lo fuerte que fue la conclusión cuando obtuvimos los datos correctos para analizar».

En atmósferas más calientes que el límite superior del rango definido en el estudio, el silicato permanece como vapor. Por debajo del extremo inferior, las nubes se convertirán en lluvia o se hundirán en la atmósfera donde la temperatura es más alta.

De hecho, los investigadores creen que las nubes de silicato se encuentran en las profundidades de la atmósfera de Júpiter, donde la temperatura es mucho más alta que en la parte superior, debido a la presión atmosférica. Las nubes de silicato no pueden elevarse más, porque a temperaturas más bajas, no pueden elevarse silicato Se endurecerá y no permanecerá en forma de nube. Si la parte superior de la atmósfera tuviera temperaturas miles de veces más altas, las nubes de amoníaco e hidrosulfuro de amonio se evaporarían y las nubes de silicato podrían subir a la parte superior.

Los científicos están encontrando una gama cada vez más diversa de entornos planetarios en nuestra galaxia. Por ejemplo, encuentran planetas con un lado mirando permanentemente a su estrella y el otro permanentemente en la sombra – un planeta donde Cremallera Desde diferentes formaciones puede ser visible, dependiendo de qué lado se observe. Para comprender esos mundos, los astrónomos primero deberán comprender los mecanismos comunes que les dan forma.


Los científicos mejoran las previsiones meteorológicas de las enanas marrones


más información:
Genaro Suárez et al, Las enanas Ultracool se observaron utilizando un espectrómetro infrarrojo Spitzer. II. Aparición y deposición de nubes de silicato en enanas L, y análisis de la muestra espectral completa de la enana de campo M5-T9, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac1205

La frase: La NASA ayuda a descifrar cómo algunos planetas distantes tienen nubes de arena (7 de julio de 2022) Obtenido el 7 de julio de 2022 de https://phys.org/news/2022-07-nasa-decipher-distant-planets-clouds.html

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