Das James Webb-Weltraumteleskop entdeckt Quarzkristalle in der Atmosphäre eines Exoplaneten
Das James Webb Space Telescope (JWST) hat entdeckt, dass Winde mit einer Geschwindigkeit von 1.600 Meilen pro Stunde einen Schauer winziger Quarzkristalle durch die heiße, mit Silikat angereicherte Atmosphäre eines fernen Gasriesenplaneten namens WASP-17b blasen.
„Wir haben von Hubble gelernt [Space Telescope] „Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass es in der Atmosphäre von WASP-17b Aerosole – kleine Partikel, die Wolken oder Nebel bilden – geben müssen, aber wir haben nicht erwartet, dass sie aus Quarz bestehen“, sagt Daniel Grant von der University of Bristol im Vereinigten Königreich und Leiter des Forschungsteams. neu. Eine Studie besagte über die Entdeckung in A Stellungnahme.
WASP-17b ist eine unglaubliche Welt. Er umkreist seinen Stern alle 3,7 Tage in einer Entfernung von nur 7,8 Millionen Kilometern (4,9 Millionen Meilen) von seinem Stern, der 1.300 Lichtjahre von unserem Planeten entfernt ist. LandWASP-17b ist seinem Sternwirt so nahe, dass seine Tagestemperatur auf 1.500 Grad Celsius (etwa 2.700 Grad Fahrenheit) ansteigt. Weil die Atmosphäre auf diesem Exoplaneten so heiß ist, hat sich die Erde tatsächlich auf etwa 285.000 Kilometer (176.892 Meilen) ausgedehnt, was fast doppelt so viel ist Durchmesser von Jupiter. Dies trotz der Tatsache, dass WASP-17b nur etwa die Hälfte enthält der JupiterTotale Masse. WASP-17b ist einer der „aufgedunsensten“ Planeten, die wir kennen – und seine aufgeblähte Atmosphäre macht ihn zu einem großartigen Ziel für das James Webb-Weltraumteleskop.
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Grant und seine Astronomenkollegen beobachteten, wie WASP-17b seinen Stern mit dem Mittelinfrarotinstrument (MIRI) des JWST durchquerte. Als sich der Exoplanet aus Sicht des James-Webb-Weltraumteleskops vor seinem Stern bewegte, entdeckte MIRI Sternenlicht, das vom Bulge-Planeten selbst blockiert, aber teilweise von der globalen Atmosphäre absorbiert wurde. Solche Messungen führen zu einem sogenannten Transmissionsspektrum, bei dem bestimmte Wellenlängen durch bestimmte Moleküle in der Atmosphäre blockiert werden.
WASP-17b scheint wie Jupiter hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium zu bestehen. Darüber hinaus detektierte MIRI Kohlendioxid und Wasserdampf sowie bei einer Wellenlänge von 8,6 Mikrometern die Absorptionssignatur reiner Quarzkristalle. Zusammen mit früheren Notizen mit Hubble-WeltraumteleskopEs wird angenommen, dass diese Kristalle wie Quarz auf der Erde wie spitze sechseckige Prismen geformt sind, ihre Größe jedoch 10 Nanometer nicht überschreitet.
Quarz ist eine Form von Silikaten, bei denen es sich um Mineralien handelt, die reich an Kieselsäure und Sauerstoff sind. Silikate kommen außergewöhnlich häufig vor: Alle Gesteinskörper im Sonnensystem bestehen aus ihnen, und Silikate wurden bereits in der Atmosphäre heißer Exoplaneten nachgewiesen. Allerdings waren in diesen Fällen die Olivin- und Pyroxenkristalle komplexer und reich an Magnesium.
„Wir hatten voll und ganz damit gerechnet, Magnesiumsilikat zu sehen“, sagte Hannah Wakeford aus Bristol. „Aber was wir stattdessen sehen, sind eher die Bausteine dieser Partikel, nämlich die kleinen Keimpartikel, die zur Bildung der größeren Silikatkörner benötigt werden, die wir in kalten Exoplaneten und Braunen Zwergen entdecken.“
WASP-27b ist außerdem gezeitengebunden, was bedeutet, dass es seinem Stern immer das gleiche Gesicht zeigt. Wenn Winde um den Planeten wehen und Quarznanopartikel mit sich führen, bilden sie in der Region, in der Tag und Nacht enden, Höhennebel – im Wesentlichen diffuse Wolken aus Bergkristallen. Diese Nebel wandern dann auf die Tagseite und verdunsten in der Hitze.
Grant erklärte, wie Silikatkristalle überhaupt in die Atmosphäre des Planeten eingebettet werden.
Er sagte: „WASP-17b ist sehr heiß … und der Druck, bei dem sich hoch in der Atmosphäre Quarzkristalle bilden, übersteigt nicht etwa ein Tausendstel dessen, was wir auf der Erdoberfläche sehen.“ „Unter diesen Bedingungen können sich feste Kristalle direkt aus dem Gas bilden, ohne zuvor eine flüssige Phase zu durchlaufen.“
Die Ergebnisse wurden im Oktober veröffentlicht Astrophysikalische Tagebuchbriefe.
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