Podivný kosmický objekt přezdívaný „The Accing“ dal vědcům první pohled na vzácnou molekulu na bázi křemíku dlouho očekávanou v atmosféře Jupiter, Saturna další obří planety.
Tento slabý, starověký hnědý trpaslík – příliš malý na to, aby byl hvězdou, příliš velký na to, aby byl planetou – byl tak neobvyklý, že jen James Webb Space Telescope mohl odhalit jeho chemii. Proti šance astronomové detekovali Silane, molekulu, která unikla každému dalšímu hledání.
Hledání chybějícího křemíku
Proč byl Silicon, jeden z nejhojnějších prvků ve vesmíru, tak obtížné detekovat v atmosféře Jupitera, Saturn a podobných plynových planet obíhajících vzdálených hvězd? Nedávná studie čerpající z údajů z NASA„Space Telescope James Webb nabízí nové vodítko. Výzkum se soustředí na podivný objekt s náhodou v roce 2020 a přezdíval „nehoda“.
Zjištění byla hlášena 4. září v časopise Příroda.
Nehoda vzdoruje očekáváním
Nehoda je to, co astronomové nazývají hnědý trpaslík, sféra plynu příliš malá na to, aby se zapálila jako hvězda, ale příliš velká na to, aby byla považována za planetu. I v této neobvyklé kategorii vyniká. Jeho atmosféra ukazuje lichou kombinaci vlastností, některé se obvykle vyskytují u mladých hnědých trpaslíků a jiné obvykle spojené s mnohem staršími.
Kvůli této matoucí směsi se vyhnul standardním detekčním technikám, dokud Asi před pěti letyKdyž to dobrovolník objevil při čekání přes data NASA jako součást Dvorní světy: planeta 9. Tento projekt Citizen Science umožňuje účastníkům po celém světě hledat skryté objekty pomocí obrázků z důchodu NASA Neowise (Infračervená průzkumná průzkumná infračerveného průzkumu v blízkém zemi), který provozoval laboratoř Jet Propulsion Laboratory NASA v jižní Kalifornii.
Webb Telescope spatří neočekávané
Nehoda je tak slabá a zvláštní, že vědci potřebovali nejsilnější kosmickou observatoř NASA, Webb, ke studiu jeho atmosféry. Mezi několika překvapení našli důkazy o molekule, kterou nemohli zpočátku identifikovat. Ukázalo se, že se jedná o jednoduchou molekulu křemíku zvanou Silane (SIH4). Vědci již dlouho očekávali – ale nebyli schopni – najít silane nejen v plynových gigantůch naší sluneční soustavy, ale také v tisících atmosféry patřících hnědým trpaslíkům a plynovým gigantům obíhajícím další hvězdy. Nehoda je prvním takovým objektem, kde byla tato molekula identifikována.
Vědci jsou docela přesvědčeni, že Silicon existuje v atmosféře Jupiter a Saturn, ale že je skrytý. Vázáno na kyslík, křemík tvoří oxidy, jako je křemen, které mohou semenné mraky Na horkých plynových gigantů, které nesou podobnost s prachovými bouřemi na Zemi. Na chladnějších plynových gigantů, jako jsou Jupiter a Saturn, by se tyto typy mraků potopily daleko pod světlejšími vrstvami vodní páry a mraků amoniaku, dokud se žádné molekuly obsahující křemík hluboko v atmosféře, neviditelné i pro kosmické lodě, která tyto dvě planety zblízka.
Hádanka Silane
Někteří vědci také předpokládali, že lehčí molekuly křemíku, jako je Silane, by se v těchto atmosférických vrstvách měly najít výše, ponechané jako stopy mouky na pekařském stole. To, že takové molekuly se nikde neobjevily s výjimkou jediného, zvláštního hnědého trpaslíka, naznačuje něco o chemii, která se vyskytuje v těchto prostředích.
„Někdy jsou to extrémní objekty, které nám pomáhají pochopit, co se děje v průměrných,“ řekl Faherty, výzkumný pracovník amerického muzea přírodní historie v New Yorku, a vedoucí autora v nové studii.
Starověká kosmická relikvie
Nachází se asi 50 světelných let od Země, nehoda pravděpodobně vytvořila před 10 miliardami až 12 miliardami let, což z něj činí jeden z nejstarších hnědých trpaslíků, jaké kdy objevili. Vesmír je starý asi 14 miliard let a v době, kdy se nehoda vyvinula, kosmos obsahoval většinou vodík a helium, se stopovým množstvím dalších prvků, včetně křemíku. Přes věky, prvky jako uhlík, dusík a kyslík kované v jádrech hvězd, takže planety a hvězdy, které se vytvořily v poslední době, mají více těchto prvků.
Webbova pozorování nehody potvrzují, že Silane se může tvořit v hnědém trpaslíku a planetárních atmosférách. Skutečnost, že se zdá, že Silane chybí u jiných hnědých trpaslíků a plynových obřích planet, naznačuje, že když je kyslík k dispozici, spojí se s křemíkem tak vysokou rychlostí a tak snadno, prakticky žádný křemík nezůstane, aby se spojil s vodíkem a formoval silane.
Proč je tedy při nehodě Silane? Autoři studie předpokládají, že je to proto, že mnohem méně kyslík byl přítomen ve vesmíru, když se vytvořil starověký hnědý trpaslík, což mělo za následek menší kyslík ve své atmosféře, aby pohltil celý křemík. Dostupný křemík by se místo toho spojil s vodíkem, což by mělo za následek silane.
Vesmír překvapení
„Nechtěli jsme vyřešit tajemství o Jupiteru a Saturnovi s těmito pozorováními,“ řekl JPL„Peter Eisenhardt, projektový vědec pro Wise (Wide Field Infrared Survey Explorer), která byla později znovu přeměněna jako Neowise. „Hnědý trpaslík je koule plynu jako hvězda, ale bez vnitřního fúzního reaktoru je chladnější a chladnější s atmosférou, jako je atmosféra u plynového obří planety. Chtěli jsme vidět, proč je tento hnědý trpaslík tak zvláštní, ale neočekával jsme Silane. Vesmír nás stále nijak jiskří.“
Hnědé trpaslíci se často studují než plynový obr exoplanety, protože světlo z daleké planety je obvykle utopeno hvězdou, kterou oběžné dráhy, zatímco hnědé trpaslíci obecně létají sólo. A Poučení z těchto objektů rozšiřují se na všechny druhy planet, včetně planty mimo naši sluneční soustavu, které by mohly představovat potenciální známky obyvatelnosti.
Příprava na budoucí objevy
„Abych byl jasný, nenajdeme život na hnědých trpaslících,“ řekl Faherty. „Ale na vysoké úrovni studiem veškeré této rozmanitosti a složitosti v planetárních atmosférách zřizujeme vědci, kteří jednoho dne budou muset udělat tento druh chemické analýzy pro skalnaté, potenciálně pozemské planety. Nemusí to konkrétně, pokud by to měly být jako ty, co by měly být, pokud by to bylo možné, aby byly ty, co by měly být, pokud by to bylo možné, aby byly ty, co by měly být, pokud by to bylo možné, aby byly ty, co by měly odpovědět, pokud by to bylo možné, aby byly ty, co by měly být.
Reference: „Silikátová prekurzor silan detekovaný v chladné nízké methalicitě hnědého trpaslíka“ od Jacqueline K. Faherty, Aaron M. Meisner, Ben Burningham, Chanon Visscher, Michael Line, Genaro Suárez, Jonathan Gagné, Sherelyn Alejandro Merchan, Austin James Rothermich Caselden, J. Davy Kirkpatrick, Marc Jason Kuchner, Daniella Carolina Bardalez Gagliuffi, Peter Eisenhardt, Christopher R. Gelino, Eileen C. Gonzales, Federico Marocco, Nicolas Lodieu, Sarah L. Casewell, Pascal Cushing, Maria Rosa, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria, Maria. Víctor JS Béjar, Bartosz Gauza, Edward Wright, Mark W. Phillips, Jun-Yan Zhang a Eduardo L. Martin, 20. srpna 2025, Příroda.
Dva: 10.1038/S41586-025-09369-1
Více o moudrých, Webb
Divize Caltech, JPL řídila a provozovala moudré pro ředitelství NASA pro vědeckou misi. Mise byla vybrána konkurenceschopně v rámci programu NASA průzkumníků spravovaného Goddard Space Flight Center agentury v Greenbeltu v Marylandu. Mise Neowise byla projektem JPL a University of Arizona v Tucsonu, podporovaného koordinačním úřadem NASA planetární obrany.
Space Telescope James Webb je světová premiéra Space Science Observatory a mezinárodní program vedený NASA se svými partnery, ESA (Evropská kosmická agentura) a CSA (kanadská kosmická agentura).
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
