I modelli chimici sviluppati per aiutare a limitare l'emissione di inquinanti da parte dei motori delle auto vengono utilizzati per studiare le atmosfere degli esopianeti caldi che orbitano vicino alle loro stelle. I risultati di una collaborazione tra astronomi francesi ed esperti di combustione applicata saranno presentati dal dott. Oliva Venot e dal dott. Eric Hébrard alla Settimana europea di astronomia e scienze spaziali (EWASS) 2018 a Liverpool.

Grandi pianeti simili a Nettuno o Giove, orbitando 50 volte più vicino alla loro stella rispetto alla Terra dal Sole, si pensa che siano composti da gas ricco di idrogeno a temperature comprese tra uno e tremila gradi Celsius, circolando a velocità enormi di quasi 10, 000 chilometri orari. Con queste condizioni estreme, l'interazione di vari processi fisici, come il trasporto verticale, circolazione o irradiazione, può portare le atmosfere di questi esopianeti caldi fuori dall'equilibrio chimico, con conseguenti deviazioni difficili da spiegare attraverso modelli e osservazioni astrofisici standard.

Veno, del Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques, spiega:"La filosofia del nostro team nella risoluzione dei problemi è cercare e importare metodi collaudati da qualsiasi altro campo ogni volta che esistono. Nel 2012, abbiamo notato per la prima volta la sovrapposizione delle condizioni di temperatura e pressione tra le atmosfere dei caldi Giove e i motori delle automobili. Le reti chimiche sviluppate per i motori delle auto sono molto robuste come risultato di anni di intensa ricerca e sviluppo, studi di laboratorio e validazione attraverso il confronto con numerose misurazioni eseguite in varie condizioni. I modelli di auto sono validi per temperature fino a oltre 2, 000 gradi Celsius e un'ampia gamma di pressioni, quindi sono rilevanti per lo studio di una grande diversità di atmosfere calde e calde di esopianeti".

Il progetto nasce da una prima collaborazione tra il Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux e il Laboratoire Réactions et Génie des Procédés di Nancy. Negli ultimi sei anni, il team ha sviluppato modelli della composizione chimica delle atmosfere calde di Giove e Nettuno sulla base di una o più reti di reazioni chimiche. Queste reti chimiche sono state rese disponibili attraverso un database ad accesso aperto e sono ora ampiamente utilizzate e riconosciute nella comunità astrofisica internazionale.

"È una parte importante della filosofia del nostro team rendere i dati e gli strumenti di input disponibili alla comunità, "dice Hébrard, dell'Università di Exeter.

Oltre al collaudo dell'auto, il team ha anche attinto all'esperienza dei ricercatori che lavorano sugli acceleratori di particelle. I dati sulla capacità delle molecole di assorbire la luce ultravioletta hanno, ad oggi, stato disponibile principalmente a temperatura ambiente. Gli esperimenti presso le strutture di sincrotrone del Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques consentiranno di effettuare misurazioni a temperature rilevanti per le atmosfere degli esopianeti.

"Altri campi di ricerca hanno un ruolo importante da svolgere nella caratterizzazione della fantastica diversità dei mondi nell'Universo e nella nostra comprensione della loro natura fisica e chimica, "dice Venot.