艺术家插图展示了 WASP-17 b. (NASA、ESA、CSA 和 R. Crawford (STScI))
A最近的研究出版于天体物理学杂志通讯使用詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)中红外仪器(MIRI)获得的数据来识别石英纳米晶体在上层大气中的存在WASP-17b,一颗质量和半径分别约为 0.78 和 1.87 的系外行星,分别距离地球约 1,324 光年。
WASP-17 b 被归类为“浮肿”热木星由于它的轨道周期为 3.7 天,这意味着极端温度可能会导致其大气层中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。
“我们很兴奋!”大卫·格兰特博士说,他是英国布里斯托大学的研究员,也是这项研究的主要作者,该研究由三打以上的共同作者组成。
“我们从哈勃望远镜的观测中得知,WASP-17 b 的大气层中一定存在气溶胶——构成云或雾的微小颗粒,但我们没想到它们是由石英构成的。”
这一发现的独特之处在于,传统上人们发现系外行星拥有富含镁的硅酸盐,如辉石或橄榄石,但 JWST 的 MIRI 在系外行星大气层中仅发现石英,可以为系外行星云的形成和演化提供新的见解。各自的气氛。
此外,虽然这些石英晶体的形状可以模仿地球上发现的石英晶体,但它们的尺寸却截然不同,直径仅为 10 纳米,即百万分之一厘米。
作为背景,地球上的石英晶体平均直径为几厘米(英寸),有记载的最大单石英晶体尺寸为 6.1 米 x 1.5 米 x 1.5 米(20 英尺 x 4.9 英尺 x 4.9 英尺),重量为 39,916 公斤(88,000 磅)。
但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)——它们在大气层高处形成的压力大约只有我们在地球表面所经历的压力的千分之一,”格兰特博士说。 “在这些条件下,固体晶体可以直接从气体形成,而不需要先经历液相。”
2009年发现,WASP-17 b 是第一颗被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自转的方向相反,具有2013年学习识别大气中的水,以及另一项研究发现钠。 由于 WASP-17 b 的质量小于木星,但体积却大于木星的七倍,目前被列为迄今为止发现的最膨胀的系外行星之一。
虽然在这项最新研究中发现了石英,但 WASP-17b 的大气成分反映了太阳系内外存在的传统气态巨行星,因为它主要由氢和氦组成。
WASP-17 b 也与其母星潮汐锁定,这意味着一侧始终面向恒星。 这意味着当云在地球周围循环时,它们会在白天蒸发。 然而,天文学家仍在尝试确定大气中石英的含量以及云的活动。
格兰特博士说:“云很可能出现在昼/夜过渡区(明暗界线),这是我们观测探测的区域。” “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测(GTO)计划,指定为GTO 1353,与 WASP-17 b 一起是 JWST 望远镜科学家团队进行的一项名为“使用多仪器光谱仪对系外行星大气进行深度侦察”(DREAMS) 的更大规模调查的一部分,总体目标是对一个行星进行深入分析每个主要系外行星类别中的系外行星:温带类地行星(TRAPPIST-1 e,GTO 1331),温暖的海王星(HAT-P-26b,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外行星大气的形成和演化? 只有时间才能证明一切,这就是我们科学的原因!
一如既往,继续做科学,继续寻找!