JWST在一顆奇怪的系外行星大氣層中探測(cè)到石英晶體

一個(gè)近期研究發(fā)表于天體物理學(xué)雜志快報(bào)使用詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）中紅外儀器（MIRI）獲得的數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)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(zhì)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(dǎo)致其大氣層內(nèi)發(fā)生獨(dú)特的化學(xué)過(guò)程，但天文學(xué)家仍然對(duì)這一發(fā)現(xiàn)感到驚訝。

“我們很激動(dòng)！”大衛(wèi)·格蘭特博士說(shuō)，他是英國(guó)布里斯托大學(xué)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(yuǎn)鏡的觀測(cè)中知道，WASP-17 b的大氣中一定有氣溶膠 - 構(gòu)成云或霧霾的微小顆粒，但我們沒(méi)想到它們是由石英制成的。

這一發(fā)現(xiàn)的獨(dú)特之處在于，傳統(tǒng)上發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(jiàn)解。

此外，雖然這些石英晶體的形狀可以模仿地球上發(fā)現(xiàn)的那些，但它們的大小卻截然不同，直徑只有10納米，或百萬(wàn)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?cè)诖髿庵行纬筛叩膲毫H為我們?cè)诘厍虮砻娼?jīng)歷的千分之一左右，”格蘭特博士說(shuō)?！霸谶@些條件下，固體晶體可以直接從氣體中形成，而無(wú)需首先通過(guò)液相。

2009年發(fā)現(xiàn)，WASP-17 b是第一顆發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)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(zhuǎn)方向相反，其2013年研究識(shí)別大氣中的水另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)鈉.由于WASP-17 b的質(zhì)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(fā)現(xiàn)的最膨脹的系外行星之一。

雖然在最近的研究中發(fā)現(xiàn)了石英，但WASP-17b的大氣成分反映了存在于我們太陽(yáng)系內(nèi)外的傳統(tǒng)氣態(tài)巨行星，因?yàn)樗饕蓺浜秃そM成。

WASP-17 b也與它的母星潮汐鎖定，這意味著一側(cè)始終面向恒星。這意味著當(dāng)云層在地球上循環(huán)時(shí)，它們會(huì)在白天蒸發(fā)。然而，天文學(xué)家仍在試圖確定大氣中石英的數(shù)量以及云的活動(dòng)。

“云可能存在于晝夜過(guò)渡（終結(jié)者）中，這是我們觀測(cè)探測(cè)的區(qū)域，”格蘭特博士說(shuō)?！帮L(fēng)可能會(huì)以每小時(shí)數(shù)千英里的速度移動(dòng)這些微小的玻璃狀顆粒。

這項(xiàng)研究是作為韋伯保證時(shí)間觀察 （GTO） 程序，指定為GTO 1353，以及WASP-17 b是JWST望遠(yuǎn)鏡科學(xué)家團(tuán)隊(duì)使用多儀器光譜學(xué)（DREAMS）進(jìn)行的稱為系外行星大氣深度偵察的更大調(diào)查的一部分，其總體目標(biāo)是對(duì)每類主要系外行星中的一顆系外行星進(jìn)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(lái)幾年和幾十年系外行星大氣層的形成和演化？只有時(shí)間會(huì)證明一切，這就是我們科學(xué)的原因！

一如既往，繼續(xù)做科學(xué)，繼續(xù)抬頭！

本文最初發(fā)表于今日宇宙.閱讀原文.

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