کشف کوارتز در جو یک سیاره فراخورشیدی توسط تلسکوپ «جیمز وب»

بلورهای کوارتز در جو سیاره فراخورشیدی WASP- ۱۷b پیدا شده است که ابرهای بلندی را روی این غول گازی تشکیل داده اند.

به گزارش ایسنا به نقل از اسپیس، تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) دریافته است که بادهایی با سرعت هزار مایل در ساعت در حال جابجا کردن بلورهای کوارتز کوچک در اتمسفر داغ سیلیکات تقویت شده و سوزان سیاره غول گازی دور دستی به نام WASP- ۱۷b هستند.

دانیل گرانت (Daniel Grant) از دانشگاه بریستول در بریتانیا و رهبر مطالعه ای جدید برای این کشف می گوید:ما براساس مشاهدات هابل می دانستیم که در جو WASP- ۱۷b باید ذرات ریزی وجود داشته باشد. این ذرات ریز ابرها یا مه را تشکیل می دهند ، اما انتظار نداشتیم که آنها از کوارتز ساخته شده باشند.

WASP- ۱۷b جهانی باورنکردنی است که هر ۳.۷ روز یک بار در فاصله ۷.۸ میلیون کیلومتری از ستاره خود که در فاصله ۱۳۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد می چرخد و چنان به ستاره میزبان خود نزدیک است که دمای آن در روز به ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد می رسد.

از آنجایی که جو در این سیاره فراخورشیدی بسیار داغ است، این سیاره در واقع به وسعت حدود ۲۸۵ هزار کیلومتر منبسط شده و این تنها دو برابر قطر مشتری است. این در حالیست که WASP- ۱۷b تنها حدود نیمی از جرم کلی مشتری را دارد. WASP- ۱۷b یکی از «پف کرده ترین» سیاره های شناخته شده در جهان است و جو متورم آن، این سیاره را به یک هدف عالی برای تلسکوپ فضایی جیمز وب تبدیل می کند.

گرانت و اخترشناسان دیگر WASP- ۱۷b را با استفاده از ابزار فروسرخ میانی (MIRI) جیمز وب در حال عبور از جلوی ستاره اش تماشا کردند.

همانطور که این سیاره فراخورشیدی از دید جیمز وب در مقابل ستاره خود حرکت می کرد ، ابزار مادون قرمز میانی نور ستاره را که توسط این سیاره مسدود شده و بخشی از آن توسط سیاره جذب شده بود شناسایی کرد. چنین اندازه گیری هایی منجر به اصطلاح طیف انتقال می شود که در آن طول موج های خاصی توسط مولکول های جوی خاص مسدود می شوند.

به نظر می رسد که بخش عمده مواد تشکیل دهنده WASP- ۱۷b نیز مانند سیاره مشتری هیدروژن و هلیوم باشد. علاوه‌براین، ابزار مادون قرمز میانی، دی اکسید کربن، بخار آب و در طول موج ۸.۶ میکرون، نشانه های جذب بلورهای کوارتز خالص را شناسایی کرد.

در ترکیب با مشاهدات قبلی تلسکوپ فضایی هابل (Hubble Space Telescope)، این بلورها شبیه به منشورهای نوک تیز و شش ضلعی مشابه کوارتزهای روی زمین هستند، ولی اندازه ناچیز ۱۰ نانومتری دارند.

کوارتز شکلی از سیلیکات است که به مواد معدنی غنی از سیلیس و اکسیژن گفته می شود. سیلیکات ها بسیار رایج هستند و تمام اجسام سنگی منظومه شمسی از آنها ساخته شده اند و این مواد معدنی پیش از این در جو سیارات فراخورشیدی داغ مشتری کشف شده بودند. با این حال، در آن موارد، سیلیکات ها پیچیده تر و متشکل از بلورهای غنی از منیزیم الیوین و پیروکسن بودند.

هانا ویکفورد (Hannah Wakeford) از دانشگاه بریستول می گوید: ما کاملا انتظار داشتیم که سیلیکات های منیزیم را ببینیم. اما آنچه در عوض دیدیم بلوک های سازنده آنها بود. ذرات دانه ریز باید دانه های سیلیکات بزرگ تری را که در سیارات فراخورشیدی سردتر و کوتوله های قهوه ای شناسایی می کنیم، تشکیل دهند.

سیاره فراخورشیدی WASP- ۲۷b از نظر جزر و مدی قفل شده است. این بدان معناست که همیشه یک سوی خود را به ستاره اش نشان می دهد.

همان طور که بادها به دور سیاره می چرخند و نانوذرات کوارتز را به همراه می برند، مه های بلندی را تشکیل می دهند که اساسا ابرهای پراکنده از بلورهای سنگی هستند. سپس آن مه ها وارد منطقه تحت نور خورشید (Sunlight) شده و در گرما تبخیر میشوند.

گرانت توضیح داد که چگونه بلورهای سیلیکات در وهله اول در جو سیاره ای جاسازی می شوند.

او گفت:WASP- ۱۷b بسیار داغ است و فشاری که بلورهای کوارتز تحت آن در اتمسفر بالا تشکیل می شوند، تنها حدود یک هزارم چیزی است که ما در سطح زمین تجربه می کنیم. در این شرایط، بلورهای جامد می توانند مستقیما از گاز شکل بگیرند، بدون اینکه ابتدا از فاز مایع عبور کنند.

این یافته ها در ماه اکتبر در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد.