JWST在一颗奇怪的系外行星大气层中探测到石英晶体

一个近期研究发表于天体物理学杂志快报使用詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）中红外仪器（MIRI）获得的数据来识别高层大气中石英纳米晶体的存在黄蜂-17 b，一颗系外行星，其质量和半径约为 0.78 和 1.87木星，分别位于距地球约 1,324 光年的位置。

WASP-17 b被归类为“浮肿”热木星由于其3.7天的轨道周期，这意味着极端温度可能导致其大气层内发生独特的化学过程，但天文学家仍然对这一发现感到惊讶。

“我们很激动！”大卫·格兰特博士说，他是英国布里斯托大学的研究员，也是该研究的主要作者，该研究由三十多名合著者组成。

“我们从哈勃望远镜的观测中知道，WASP-17 b的大气中一定有气溶胶 - 构成云或雾霾的微小颗粒，但我们没想到它们是由石英制成的。

这一发现的独特之处在于，传统上发现系外行星具有富含镁的硅酸盐，如辉石或橄榄石，但JWST的MIRI在系外行星大气层中发现石英可以为系外行星云及其各自大气层的形成和演化提供新的见解。

此外，虽然这些石英晶体的形状可以模仿地球上发现的那些，但它们的大小却截然不同，直径只有10纳米，或百万分之一厘米。

就上下文而言，地球上的平均石英晶体直径为几厘米（英寸），其中有记录的最大单石英晶体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）。

但是这样的晶体是如何在WASP-17 b的大气中形成的呢？

“WASP-17 b非常热 - 大约1,500摄氏度（2,700°F） - 它们在大气中形成高的压力仅为我们在地球表面经历的千分之一左右，”格兰特博士说。“在这些条件下，固体晶体可以直接从气体中形成，而无需首先通过液相。

2009年发现，WASP-17 b是第一颗发现表现出逆行轨道的系外行星，这意味着它的轨道与其恒星的旋转方向相反，其2013年研究识别大气中的水另一项研究发现钠.由于WASP-17 b的质量小于木星，但体积大于七倍，因此目前被归类为迄今为止发现的最膨胀的系外行星之一。

虽然在最近的研究中发现了石英，但WASP-17b的大气成分反映了存在于我们太阳系内外的传统气态巨行星，因为它主要由氢和氦组成。

WASP-17 b也与它的母星潮汐锁定，这意味着一侧始终面向恒星。这意味着当云层在地球上循环时，它们会在白天蒸发。然而，天文学家仍在试图确定大气中石英的数量以及云的活动。

“云可能存在于昼夜过渡（终结者）中，这是我们观测探测的区域，”格兰特博士说。“风可能会以每小时数千英里的速度移动这些微小的玻璃状颗粒。

这项研究是作为韦伯保证时间观察 （GTO） 程序，指定为GTO 1353，以及WASP-17 b是JWST望远镜科学家团队使用多仪器光谱学（DREAMS）进行的称为系外行星大气深度侦察的更大调查的一部分，其总体目标是对每类主要系外行星中的一颗系外行星进行深入分析：温带类地行星（TRAPPIST-1 e,GTO 1331），温暖的海王星（帽子-P-26 b,GTO 1312），和热木星（WASP-17 b，GTO 1353）。

这些石英晶体将如何告诉我们未来几年和几十年系外行星大气层的形成和演化？只有时间会证明一切，这就是我们科学的原因！

一如既往，继续做科学，继续抬头！

本文最初发表于今日宇宙.阅读原文.

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