神秘的迷你海王星系外行星的高壓鍋中形成的巨大煙灰雲可能蘊含著這些世界起源的真相。
該研究的主要作者、芝加哥大學的 Jeehyun Yang 在一份報告中表示：“這就像在行星的深層大氣中擁有一台天然氣發動機一樣。” 陳述。
楊獲得了博士學位。在化學工程中，先研究內燃機的廢氣，再繼續研究化學 系外行星 氣氛。柴油引擎排出的廢氣中充滿了黑煙，這些黑煙由稱為 PAH（多環芳烴）的蜂窩狀顆粒組成。多環芳烴是宇宙中最常見的碳基化合物之一，每當我們燃燒東西時通常都會產生。 （烤麵包上的黑焦糖？那也是由 PAH 製成的。）
說到化學，有些系外行星的大氣層更加神秘。取得迷你-海王星 – 大小範圍之間的世界 地球 海王星在它們附近運行 星星。儘管是迄今為止發現的最常見的系外行星類型，但關於這些中等大小世界的性質的爭論仍然很激烈。它們是像這樣的富氫氣態巨行星的微型版本嗎？ 木星？它們真的是海王星的縮小版嗎？ 天王星富含水等揮發性物質？或者它們可能適合居住 海西亞世界濃密的氫大氣層隱藏著全球海洋？
沒有人確切知道，而且他們的特徵可能差異很大，足以讓這三者都適用。然而，人們一致認為，迷你海王星的形成並不像現在所見的那樣離它們的恆星那麼近。相反，它們在遷移到內陸之前就形成了更遠的地方。如果我們能回答它們形成的時間有多遠，就能告訴我們它們可能是什麼樣的世界。
不幸的是，研究這些世界大氣層的化學成分並沒有太大幫助，因為這些大氣層看起來很暗，隱藏了行星的真實成分。科學界的共識是，這種黑暗是遮蔽大氣的朦朧雲層所造成的，但雲層中到底有什麼樣的氣溶膠顆粒呢？
當楊看到毫無特徵的光譜時 詹姆斯韋伯太空望遠鏡 每當他觀察迷你海王星時，JWST（JWST）就會注意到數據中有一條明顯的曲線，他立即將其識別為內燃機煙灰光譜中的第一條曲線。
當碳、氫和氧在高溫下發生反應（通常伴隨高壓）時，就會形成多環芳烴，就像一些迷你海王星大氣深處的條件一樣。楊懷疑，與內燃機中發生的相同反應可能會在一些迷你海王星內部自然發生，產生多環芳烴，這些多環芳烴會凝聚成煙灰雲，然後上升到更高的大氣層，可能是在熱對流的驅動下上升到高空。我們所看到的黑暗大氣層其實是覆蓋在地球上空的朦朧的煙雲。
雖然煙灰可以解釋為什麼詹姆斯韋伯太空望遠鏡看到的光譜毫無特徵，但它也可以幫助解決一個更深層的謎團：迷你海王星是從哪裡形成和遷移的？
行星形成於氣體和塵埃盤中，其性質隨著與中心恆星的距離而改變。拿我們的 太陽系 例如。在較近的圓盤中發現了較重的金屬和矽酸鹽材料 太陽而更輕且不穩定的冷凍氣體，如水冰和二氧化碳冰，則在更遠的地方被發現，這種情況在岩石內行星、木星和 土星 由輕氣體氫和氦形成，天王星和海王星富含冷凍揮發物。
確定迷你海王星煙灰中碳與氧的比率可以作為衡量它們形成的距離其恆星的距離，從而衡量它們的質量特性可能是什麼。我們最終能夠區分迷你海王星的不同可能類型。儘管它是地球上最常見的行星類型之一，但它也可能提供關於原因的線索。 星系我們的太陽系中沒有迷你海王星。
如果楊與他的芝加哥同事伊麗莎·肯普頓（Eliza Kempton）和阿瓊·薩維爾（Arjun Savel）進行的研究結果是正確的，那麼它們將展示跨學科方法如何提供新的答案。
「據我所知，這是第一次有人將化學工程應用於系外行星研究領域，」楊說。 “我認為這是一個很好的案例研究，它展示了為什麼來自不同背景的人可以幫助我們解決這些謎團。”
研究結果發表於 5 月 18 日 天體物理學雜誌通訊。
