Истраживачи Центра за неравнотежне процесе Института за физику у Београду, др Саша Дујко и др Илија Симоновић, објавили су рад у часопису Scientific Reports (Nature Portfolio) у коме су први пут представљене нумеричке симулације стримерских пражњења у атмосфери једне егзопланете.
Стримери, иначе, представљају иницијалну фазу електричних муња и кључну компоненту транзијентних плазми на великим просторним скалама. Њихово разумевање је од фундаменталног значаја за атмосферску електродинамику.
У овом пионирском раду стримерска пражњења су проучавана у атмосфери егзопланете K2‑18b, такозваног хајсеанског света (енг. Hycean world) богатог водоником, са могућим глобалним океаном. K2‑18b је један од најинтригантнијих кандидата за астробиолошка истраживања, нарочито након недавних детекција потенцијалних биомаркера помоћу Свемирског телескопа Џејмс Веб.
„На основу детаљног моделирања транспорта електрона, електричних поља и локалних атмосферских услова, показано је да су електричне муње у таквом окружењу не само физички изводљиве, већ и вероватно честе, а посебно у слојевима где се преклапају динамички процеси, хемијски градијенти и локалне нестабилности“, истиче др Саша Дујко.
Зашто је ово истраживање важно?
- Први модел стримера ван Сунчевог система: Досадашња истраживања електричних пражњења била су ограничена на Земљу и гасне џинове Сунчевог система. Овај рад отвара потпуно ново поље, атмосферску електродинамику егзопланета и поставља темеље за будуће студије транзијентних плазми у удаљеним световима.
- Астробиолошке импликације: Електричне муње су снажан извор енергије који може покретати хемијске реакције релевантне за пребиотичку хемију. У атмосферама попут оне на K2‑18b, где се већ разматра присуство биомаркера, овакви процеси могу имати директан утицај на хемијску еволуцију и потенцијалну настањивост.
- Утицај на посматрања егзопланета: Резултати указују да електрична пражњења могу мењати састав атмосфере, генерисати оптичке и електромагнетне сигнале, и тиме утицати на интерпретацију података које прикупљају телескопи нове генерације. То повезује атмосферску физику, плазма науку и егзопланетарну астрономију у јединствен интердисциплинарни оквир.
Овај рад пружа и одређене методолошке доприносе јер је за његове потребе развијен напредни нумерички модел који комбинује транспорт електрона, стримерска пражњења и реалистичне услове у атмосфери егзопланете. Овај приступ представља нову платформу за истраживање егзопланета са различитим саставима, притисцима и динамичким режимима, и отвара могућност систематског проучавања атмосферске електродинамике у широком спектру ванземаљских окружења.
„Наш рад показује да егзопланете са водоничном атмосфером могу поседовати активну атмосферску електродинамику, која може значајно утицати на хемијске процесе, атмосферску циркулацију и процене њихове потенцијалне настањивости“, закључује др Дујко.
Уз др Сашу Дујка и др Илију Симоновића, аутори рада су и Elloïse Fangel‑Lloyd, Sven Karlsson и Christoph Köhn са Техничког универзитета у Данској, као и Hannah Diamond‑Lowe са Института за науку о свемирском телескопу у Сједињеним Америчким Државама.