JWST在一顆奇怪的系外行星大氣層中探測到石英晶體

一個近期研究發表于天體物理學雜志快報使用詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）中紅外儀器（MIRI）獲得的數據來識別高層大氣中石英納米晶體的存在黃蜂-17 b，一顆系外行星，其質量和半徑約為 0.78 和 1.87木星，分別位于距地球約 1,324 光年的位置。

WASP-17 b被歸類為“浮腫”熱木星由于其3.7天的軌道周期，這意味著極端溫度可能導致其大氣層內發生獨特的化學過程，但天文學家仍然對這一發現感到驚訝。

“我們很激動！”大衛·格蘭特博士說，他是英國布里斯托大學的研究員，也是該研究的主要作者，該研究由三十多名合著者組成。

“我們從哈勃望遠鏡的觀測中知道，WASP-17 b的大氣中一定有氣溶膠 - 構成云或霧霾的微小顆粒，但我們沒想到它們是由石英制成的。

這一發現的獨特之處在于，傳統上發現系外行星具有富含鎂的硅酸鹽，如輝石或橄欖石，但JWST的MIRI在系外行星大氣層中發現石英可以為系外行星云及其各自大氣層的形成和演化提供新的見解。

此外，雖然這些石英晶體的形狀可以模仿地球上發現的那些，但它們的大小卻截然不同，直徑只有10納米，或百萬分之一厘米。

就上下文而言，地球上的平均石英晶體直徑為幾厘米（英寸），其中有記錄的最大單石英晶體6.1 米 x 1.5 米 x 1.5 米（20 英尺 x 4.9 英尺 x 4.9 英尺），重 39,916 公斤（88,000 磅）。

但是這樣的晶體是如何在WASP-17 b的大氣中形成的呢？

“WASP-17 b非常熱 - 大約1,500攝氏度（2,700°F） - 它們在大氣中形成高的壓力僅為我們在地球表面經歷的千分之一左右，”格蘭特博士說。“在這些條件下，固體晶體可以直接從氣體中形成，而無需首先通過液相。

2009年發現，WASP-17 b是第一顆發現表現出逆行軌道的系外行星，這意味著它的軌道與其恒星的旋轉方向相反，其2013年研究識別大氣中的水另一項研究發現鈉.由于WASP-17 b的質量小于木星，但體積大于七倍，因此目前被歸類為迄今為止發現的最膨脹的系外行星之一。

雖然在最近的研究中發現了石英，但WASP-17b的大氣成分反映了存在于我們太陽系內外的傳統氣態巨行星，因為它主要由氫和氦組成。

WASP-17 b也與它的母星潮汐鎖定，這意味著一側始終面向恒星。這意味著當云層在地球上循環時，它們會在白天蒸發。然而，天文學家仍在試圖確定大氣中石英的數量以及云的活動。

“云可能存在于晝夜過渡（終結者）中，這是我們觀測探測的區域，”格蘭特博士說。“風可能會以每小時數千英里的速度移動這些微小的玻璃狀顆粒。

這項研究是作為韋伯保證時間觀察 （GTO） 程序，指定為GTO 1353，以及WASP-17 b是JWST望遠鏡科學家團隊使用多儀器光譜學（DREAMS）進行的稱為系外行星大氣深度偵察的更大調查的一部分，其總體目標是對每類主要系外行星中的一顆系外行星進行深入分析：溫帶類地行星（TRAPPIST-1 e,GTO 1331），溫暖的海王星（帽子-P-26 b,GTO 1312），和熱木星（WASP-17 b，GTO 1353）。

這些石英晶體將如何告訴我們未來幾年和幾十年系外行星大氣層的形成和演化？只有時間會證明一切，這就是我們科學的原因！

一如既往，繼續做科學，繼續抬頭！

本文最初發表于今日宇宙.閱讀原文.

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