Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил кристаллы кварца в атмосфере экзопланеты

Со скоростью в тысячу миль в час ветры несут облака мельчайших кристаллов кварца через атмосферу далекой газовой планеты WASP-17b, обогащенную кремнеземом, как показали данные, полученные от телескопа Джеймса Уэбба (JWST).

Мы знали из наблюдений с телескопа Hubble о наличии аэрозолей в атмосфере WASP-17b, но не предполагали, что они будут состоять из кварца

— Дэниел Грант из Университета Бристоля

WASP-17b — удивительный мир. Планета обращается вокруг своей звезды каждые 3.7 дней на расстоянии всего 7.8 млн километров. Она находится на таком близком расстоянии от своей звезды, что температура на ее поверхности достигает чудовищных 1500 градусов Цельсия. Её размер составляет около 285,000 километров в диаметре, что почти в два раза больше Юпитера, при этом масса WASP-17b составляет лишь половину массы Юпитера. WASP-17b — одна из самых "воздушных" из известных планет, что делает ее идеальным объектом для изучения с помощью телескопа Джеймса Уэбба.

Грант вместе с коллегами-астрономами наблюдал, как WASP-17b проходит перед своей звездой с помощью инфракрасного инструмента JWST — MIRI. Когда экзопланета пересекалась на фоне своей звезды, MIRI регистрировал свет, который был частично поглощен атмосферой планеты. Такие измерения позволяют получить так называемый спектр пропускания, в котором определенные длины волн блокируются специфическими молекулами атмосферы.

Как и Юпитер, атмосфера WASP-17b в основном состоит из водорода и гелия. Однако, с помощью MIRI были также обнаружены диоксид углерода, водяной пар и, на длине волны 8.6 микрон, абсорбционный спектр чистых кристаллов кварца. По данным, полученным ранее с телескопа Hubble, эти кристаллы имеют форму, аналогичную кварцу на Земле, но их размер всего 10 нанометров.

Кварц — одна из форм силиката, минералов, богатых кремнием и кислородом. Силикаты чрезвычайно распространены: все каменистые тела в Солнечной системе состоят из них. Однако в предыдущих случаях были обнаружены более сложные, богатые магнием кристаллы оливина и пироксена.

Мы ожидали найти магниевые силикаты. Но то, что мы видим — вероятно, основные блоки для их формирования.

WASP-17b также обращена к своей звезде одной стороной. Когда ветры несутся вокруг планеты, то несут с собой наночастицы кварца, образуя дымку высоко в атмосфере в области между днем и ночью. После эта дымка перемещаются на дневную сторону, где испаряется от жары.

Грант рассказал, как кристаллы силиката оказываются в атмосфере планеты.

На WASP-17b чрезмерная жара... и давление там, где образуются кристаллы кварца, составляет всего тысячную часть от земного. В таких условиях твердые кристаллы могут образоваться прямо из газа без перехода через жидкую фазу.