Sie fanden Quarzkristalle in der Atmosphäre des Exoplaneten

Forscher, die das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA nutzten, fanden den Winzling Quarzkristalle in den Wolken des Exoplaneten WASP-17 b Er hat die siebenfache Masse des Jupiter. Sie versuchen, den Grund für diese besondere Kombination zu verstehen.

Wie in einer Sonderausgabe der Astrophysical Journal Letters berichtet, reißen Winde mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.600 Kilometern pro Stunde Schauer winziger Quarzkristalle in die brennende Atmosphäre.

„Aus Hubble-Beobachtungen wussten wir, dass die Atmosphäre von WASP-17b Aerosole (kleine Partikel, die Wolken oder Nebel bilden) enthalten muss, aber Wir gehen nicht davon aus, dass sie aus Quarz bestehen„sagte Daniel Grant von der University of Bristol im Vereinigten Königreich und Leiter der neuen Studie zum Thema Innovation.

WASP-17b umkreist alle 3,7 Tage in einer Entfernung von 7,8 Millionen Kilometern seinen Stern und ist so nah an seinem Mutterstern, dass seine Tagestemperaturen auf 1.500 Grad steigen.

Weil die Atmosphäre auf diesem Exoplaneten so heiß ist, hat sie sich auf eine Breite von etwa 285.000 Kilometern ausgedehnt. WASP-17b ist einer der „aufgeblasenen“ Planeten, die wir kennenUnd seine Atmosphäre macht es zu einem idealen Ziel für das James Webb-Weltraumteleskop.

Grant und seine Astronomenkollegen beobachteten WASP-17b und seinen Stern mit dem Mid-Infrared Instrument (MIRI) des JWST. Als sich der Exoplanet vom JWST-Standpunkt aus vor seinem Stern bewegte, entdeckte MIRI Sternenlicht, das vom Planeten blockiert, aber teilweise von der globalen Atmosphäre absorbiert wurde. Diese Messungen führen zu einem sogenannten Transmissionsspektrum, bei dem bestimmte Wellenlängen durch bestimmte atmosphärische Moleküle blockiert werden.

WASP-17b besteht wie Jupiter hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, MIRI entdeckte jedoch Kohlendioxid, Wasserdampf und eine Wellenlänge von 8,6 Mikrometern. In Kombination mit früheren Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops wird davon ausgegangen Diese Kristalle haben die gleiche Form wie scharfe sechseckige Prismen wie Quarz auf der ErdeAber nur 10 Nanometer groß.

Quarz ist eine Form von Silikat, einem Mineral, das reich an Kieselsäure und Sauerstoff ist. Silikate kommen außergewöhnlich häufig vor: Alle Gesteinskörper im Sonnensystem bestehen aus ihnen, und Silikate wurden bereits in der Atmosphäre heißer Jupiter-Exoplaneten nachgewiesen. In diesen Fällen handelte es sich jedoch um komplexere Olivin- und Pyroxenkristalle, die reich an Magnesium waren.

„Wir haben Magnesiumsilikate erwartet“, sagte Hannah Wakeford aus Bristol. „Aber was wir stattdessen sehen, sind wahrscheinlich ihre Bausteine, die winzigen Samenpartikel, die zur Bildung der großen Silikatkörner benötigt werden, die wir in kühlen Exoplaneten und Braunen Zwergen finden“, fügte er hinzu.

WASP-27b ist gezeitengebunden, was bedeutet, dass es seinem Stern immer das gleiche Gesicht zeigt. Wenn Winde Quarznanopartikel tragen und über den Planeten wehen, bilden sie in großen Höhen in der Tag-Nacht-Endzone Dunst (im Wesentlichen diffuse Wolken aus Bergkristallen). Diese Nebel wandern dem Tag entgegen und verflüchtigen sich mit der Hitze.

Grant erklärte zunächst, wie Silikatkristalle in die Planetenatmosphäre eingebettet sind: „WASP-17b ist extrem heiß … und der Druck, bei dem sich Quarzkristalle in der Atmosphäre bilden, beträgt nur ein Tausendstel von dem, was wir auf der Erdoberfläche erleben“, sagte er . „Unter diesen Bedingungen können sich feste Kristalle direkt aus dem Gas bilden, ohne zuvor eine flüssige Phase zu durchlaufen.“