В атмосфере экзопланеты WASP-17b обнаружены кристаллы кварца.

Подпишитесь на научный информационный бюллетень CNN Wonder Theory. Исследуйте вселенную, узнавая новости об увлекательных открытиях, научных достижениях и многом другом..

Си-Эн-Эн
—

Астрономы с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба впервые обнаружили крошечные кристаллы кварца, содержащие кремнезем — распространенный минерал на Земле, — внутри атмосферы горячей, горящей экзопланеты.

По мнению исследователей, наночастицы кремнезема, которые появляются на Земле в пляжном песке и используются для производства стекла, вероятно, кружатся из облаков экзопланеты, известной как WASP-17b.

WASP-17b, впервые обнаруженная в 2009 году, представляет собой газовую планету-гигант, расположенную на расстоянии 1300 световых лет от Земли. Она более чем в семь раз больше Юпитера, что делает ее одной из крупнейших экзопланет, известных астрономам.

Согласно новому исследованию, опубликованному в понедельник в журнале Webb, исследователи обнаружили наночастицы кварца в высотных облаках с помощью прибора среднего инфракрасного диапазона Уэбба. Письма в астрофизическом журнале.

«Мы были в восторге», — заявил в своем заявлении Дэвид Грант, ведущий автор исследования и исследователь Бристольского университета. «Из наблюдений Хаббла мы знали, что в атмосфере WASP-17 b должны быть аэрозоли — мелкие частицы, образующие облака или туман, но мы не ожидали, что они состоят из кварца».

Минералы, богатые кремнием и кислородом, называемые силикатами, в изобилии встречаются на Земле, Луне и других каменистых телах Солнечной системы. Силикаты также невероятно распространены в Млечном Пути. Но до сих пор силикатные зерна, обнаруженные в экзопланетных атмосферах, основывались на магнии, а не на кварце, который состоит из чистого кремнезема.

«Мы полностью ожидали увидеть силикат магния», — заявила в своем заявлении соавтор исследования Ханна Уэйкфорд, старший преподаватель астрофизики в Бристольском университете.
«Но вместо этого мы видим, скорее всего, строительные блоки этих частиц, крошечные «зародышевые» частицы, необходимые для формирования более крупных силикатных зерен, которые мы обнаруживаем на холодных экзопланетах и ​​коричневых карликах».

Это открытие может позволить исследователям понять материалы, используемые для формирования планетарной среды, которая сильно отличается от той, которую мы знаем на Земле.

Wasp-17b совершает один оборот вокруг своей звезды за 3,7 земных дня. Астрономы сосредоточили свои наблюдения на экзопланете, когда она проходила перед своей звездой, и звездный свет проникал через ее атмосферу.

После 10 часов наблюдения команда обнаружила признак, указывающий на присутствие наночастиц кварца.

Кристаллы кварца, вероятно, имеют шестиугольную форму, как и более крупные жеоды, которые мы знаем на Земле, но каждый из них имеет размер всего лишь одну миллионную долю сантиметра и настолько мал, что, согласно исследованию, 10 000 зерен могли бы уместиться бок о бок в человеческом волосе. Частицы возникают в атмосфере.

«WASP-17 b чрезвычайно горячий — около 2700 градусов по Фаренгейту (1500 градусов по Цельсию) — и давление, при котором кристаллы кварца образуются высоко в атмосфере, составляет лишь одну тысячную от давления, которое мы испытываем на поверхности Земли», — сказал Грант. «В этих условиях твердые кристаллы могут образовываться непосредственно из газа, минуя сначала жидкую фазу».

Планета приливно привязана к своей звезде, то есть одна сторона всегда обращена к звезде и испытывает экстремальные температуры, в то время как постоянная «ночная» сторона планеты прохладнее. Хотя облака могут дрейфовать вокруг планеты, они, скорее всего, испарятся на жаркой дневной стороне, что может привести к вращению частиц кварца.

«Ветер может перемещать эти крошечные частицы стекла со скоростью тысячи миль в час», — сказал Грант.

Чувствительные открытия Уэбба позволяют исследователям лучше понять атмосферу, условия окружающей среды и погоду на планетах за пределами нашей солнечной системы.

Горячие газовые гиганты, также называемые горячими Юпитерами, такие как WASP-17b, состоят в основном из водорода и гелия, а также небольшого количества водяного пара и углекислого газа. Открытие кремнезема в атмосфере планеты помогает ученым получить более широкое представление о составе WASP-17b.

«Если мы будем учитывать только кислород в этих газах и не будем учитывать весь кислород, заключенный в минералах, таких как кварц, мы резко недооценим их общее содержание», — сказал Уэйкфорд. «Эти красивые кристаллы кремнезема рассказывают нам о наличии различных материалов и о том, как все они собираются вместе, формируя окружающую среду этой планеты».