Une nouvelle étude de la NASA explique comment certaines planètes ont des nuages ​​de sable

Les nuages ​​sur Terre sont composés d’eau, mais sur d’autres planètes, ils sont composés de produits chimiques tels que l’ammoniac et le sulfure d’hydrogène d’ammonium. Les nuages ​​​​extraterrestres peuvent également être constitués de silicates, une famille de minéraux formant des roches qui constituent plus de 90% de la croûte terrestre.

Comment se forment ces nuages ​​de minuscules grains de poussière ?

La plage de température à laquelle les nuages ​​de silicate peuvent se former

Une nouvelle étude de la NASA pourrait détenir les réponses, selon un communiqué de presse de l’agence spatiale jeudi. La recherche déchiffre la plage de température à laquelle les nuages ​​de silicate peuvent se former haut dans l’atmosphère de la planète lointaine. Les chercheurs ont tiré leurs conclusions des données recueillies par le télescope spatial Spitzer de la NASA, aujourd’hui à la retraite, sur les naines brunes, qui sont des objets célestes entre les planètes et les étoiles.

“Comprendre les atmosphères des naines brunes et des planètes où les nuages ​​de silicate peuvent se former peut nous aider à comprendre ce que nous verrions dans l’atmosphère d’une planète plus proche de la Terre en taille et en température”, a déclaré Stanimir Metchev, professeur d’études sur les exoplanètes à Western Amérique. Université de London, Ontario et co-auteur de l’étude.

Les nuages, quelle que soit leur composition, évoluent essentiellement de la même manière. L’ingrédient est chauffé jusqu’à ce qu’il se transforme en vapeur. Ensuite, il est piégé, refroidi jusqu’à ce qu’il se condense, et c’est tout : un nuage ! Les produits chimiques tels que l’eau, le sel, l’ammoniac et le soufre peuvent former des nuages. Il en va de même pour le silicate, mais cela ne se produit que sur des mondes très chauds (comme les naines brunes) car la roche s’évapore à des températures extrêmement élevées.

Collectez plus de 100 détections marginales

Pour vraiment comprendre la formation des nuages ​​nains sourcils, les astronomes ont collecté plus de 100 détections marginales et les ont regroupées par température. Ils ont remarqué que tous se situaient dans la plage de température prévue où les nuages ​​de silicate devraient se former : environ 1 900 degrés Fahrenheit (environ 1 000 degrés Celsius) à 3 100 F (1 700 C).

“Nous avons dû parcourir les données de Spitzer pour trouver ces naines brunes qui avaient des notes de nuages ​​de silicate, et nous ne savions vraiment pas ce que nous allions trouver”, a déclaré Genaro Suárez, boursier postdoctoral à l’Université Western et auteur principal de le papier. une nouvelle étude. “Nous avons été très surpris de la force de la conclusion lorsque nous avions les bonnes données à analyser.”

Les chercheurs sont arrivés à la conclusion que la température doit être juste pour que les nuages ​​se forment. Dans les atmosphères plus chaudes que l’extrémité supérieure de la plage identifiée dans l’étude, les silicates se sont transformés en vapeur. Dans le même temps, la température à l’extrémité inférieure produisait des nuages ​​qui se transformaient en pluie ou descendaient plus bas dans l’atmosphère.

L’étude sera publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Résumé

Nous présentons une analyse unifiée de l’ensemble de l’infrarouge moyen R ≈ 90 spectres de naines M5–T9 obtenus Spitzer Spectrographe infrarouge (IRS). L’échantillon contient 113 spectres, dont 12 appartiennent à des naines M tardives, 69 à des naines L et 32 ​​à des naines T. 68 de ces spectres sont présentés pour la première fois. Nous mesurons les intensités des principales bandes d’absorption dans les spectres IRS, à savoir H2O à 6h25 μmμmCH4 à 7h65 μmμmNH3 à 10.5 μmμmet silicates sur 8-11 μmμm. L’absorption d’eau se produit dans tous les spectres et augmente avec le type spectral. Le méthane et l’ammoniac sont produits respectivement dans les types L8 et T2.5, bien que l’ammoniac puisse déjà être détecté dans le type T1.5. L’absorption du silicate se produit au type spectral L2, est la plus forte en moyenne chez les naines L4–L6 et disparaît après L8. Cependant, l’absorption de silicate peut également être absente du spectre de tout sous-type L. Nous trouvons une corrélation positive entre la force d’absorption du silicate et l’excès (écart par rapport à la moyenne) de la couleur dans le proche infrarouge pour un sous-type L donné, soutenant l’idée que les variations de l’épaisseur du nuage de silicate expliquent la dispersion de la couleur observée chez les naines L. Nous constatons également que les naines L3–L7 variables ont deux fois l’absorption de silicate supérieure à la moyenne en tant que non variables. L’ensemble des résultats confirme la preuve de nuages ​​de condensat de silicate dans les atmosphères des naines L et, pour la première fois de manière observationnelle, établit leur formation et leur sédimentation à des températures effectives comprises entre ≈2000 et ≈1300 K.

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