February 20, 2024

Το JWST ανιχνεύει κρυστάλλους χαλαζία στην ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη

Οι άνεμοι χιλιάδων μιλίων την ώρα πνέουν μια βροχή από μικροσκοπικούς κρυστάλλους χαλαζία μέσα από την καυτή, ενισχυμένη με πυριτικό άλας ατμόσφαιρα ενός μακρινού γιγάντια πλανήτη αερίου που ονομάζεται WASP-17b, ανακάλυψε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST).

«Ξέραμε από το Hubble [Space Telescope] παρατηρήσεις ότι πρέπει να υπάρχουν αερολύματα (μικροσκοπικά σωματίδια που σχηματίζουν σύννεφα ή ομίχλη) στην ατμόσφαιρα του WASP-17b, αλλά δεν περιμέναμε να είναι κατασκευασμένα από χαλαζία», δήλωσε ο Daniel Grant από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ στο Ηνωμένο Βασίλειο και επικεφαλής του μια νέα μελέτη για την ανακάλυψη, ανέφερε σε μια δήλωση.

Το WASP-17b είναι ένας καταπληκτικός κόσμος. Το WASP-17b, το οποίο περιφέρεται κάθε 3,7 ημέρες σε απόσταση μόλις 7,8 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (4,9 εκατομμυρίων μιλίων) από το άστρο του, το οποίο απέχει 1.300 έτη φωτός από τη Γη, είναι τόσο κοντά στο άστρο ξενιστή του του οποίου η θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της ημέρας ανεβαίνει στους εκπληκτικούς 1.500 βαθμούς . Κελσίου (περίπου 2700 βαθμοί Φαρενάιτ). Επειδή η ατμόσφαιρα είναι τόσο καυτή σε αυτόν τον εξωπλανήτη, ο κόσμος στην πραγματικότητα έχει επεκταθεί σε περίπου 285.000 χιλιόμετρα (176.892 μίλια) πλάτος, που είναι μόλις διπλάσια από τη διάμετρο του Δία. Και αυτό παρά το γεγονός ότι το WASP-17b έχει μόνο τη μισή περίπου συνολική μάζα του Δία. Το WASP-17b είναι ένας από τους «φουσκωμένους» πλανήτες που είναι γνωστοί και η φουσκωμένη ατμόσφαιρά του το καθιστά εξαιρετικό στόχο για το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.

Ο Γκραντ και οι συνάδελφοί του αστρονόμοι παρακολούθησαν το WASP-17b να διέρχεται από το αστέρι του χρησιμοποιώντας το όργανο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI) της JWST. Καθώς ο εξωπλανήτης κινούνταν μπροστά από το αστέρι του από το πλεονέκτημα του JWST, το MIRI εντόπισε αστρικό φως που μπλοκαρίστηκε από τον ίδιο τον διογκωμένο πλανήτη αλλά απορροφήθηκε εν μέρει από την παγκόσμια ατμόσφαιρα. Αυτές οι μετρήσεις έχουν ως αποτέλεσμα το λεγόμενο φάσμα μετάδοσης, στο οποίο ορισμένα μήκη κύματος μπλοκάρονται από ορισμένα ατμοσφαιρικά μόρια.

Όπως και ο Δίας, το WASP-17b φαινόταν να αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Επιπλέον, το MIRI ανίχνευσε διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμούς και, σε μήκος κύματος 8,6 microns, την υπογραφή απορρόφησης καθαρών κρυστάλλων χαλαζία. Σε συνδυασμό με προηγούμενες παρατηρήσεις με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, αυτοί οι κρύσταλλοι θεωρούνται ότι έχουν το ίδιο μυτερό εξαγωνικό πρίσμα όπως ο χαλαζίας στη Γη, αλλά με μέγεθος μόλις 10 νανόμετρα.

Ο χαλαζίας είναι μια μορφή πυριτικού άλατος, που είναι μέταλλα πλούσια σε πυρίτιο και οξυγόνο. Τα πυριτικά είναι εξαιρετικά κοινά: όλα τα βραχώδη σώματα στο ηλιακό σύστημα αποτελούνται από αυτά και τα πυριτικά έχουν ήδη ανιχνευθεί στις ατμόσφαιρες των καυτών εξωπλανητών του Δία. Ωστόσο, σε αυτές τις περιπτώσεις ήταν πιο σύνθετοι κρύσταλλοι ολιβίνης και πυροξενίου πλούσιοι σε μαγνήσιο.

«Περιμέναμε να δούμε πυριτικά άλατα μαγνησίου», είπε η Hannah Wakeford από το Bristol. «Αλλά αυτό που βλέπουμε είναι πιθανώς τα δομικά στοιχεία αυτών, τα μικροσκοπικά σωματίδια σπόρων που χρειάζονται για να σχηματίσουν τους μεγαλύτερους πυριτικούς κόκκους που ανιχνεύουμε σε ψυχρότερους εξωπλανήτες και καφέ νάνους».

Το WASP-17b είναι επίσης παλιρροιακά κλειδωμένο, που σημαίνει ότι δείχνει πάντα το ίδιο πρόσωπο στο αστέρι του. Καθώς οι άνεμοι σαρώνουν σε όλο τον πλανήτη, μεταφέροντας τα νανοσωματίδια χαλαζία, σχηματίζουν ομίχλη σε μεγάλο υψόμετρο (ουσιαστικά διάχυτα σύννεφα από βραχοκρυστάλλους) στη ζώνη τερματισμού ημέρας-νύχτας. Στη συνέχεια, αυτές οι ομίχλες βγαίνουν στην άκρη της ημέρας και εξατμίζονται με τη ζέστη.

Ο Γκραντ εξήγησε αρχικά πώς οι πυριτικοί κρύσταλλοι ενσωματώνονται στην πλανητική ατμόσφαιρα.

«Το WASP-17b είναι εξαιρετικά ζεστό… και η πίεση όπου σχηματίζονται κρύσταλλοι χαλαζία ψηλά στην ατμόσφαιρα είναι μόνο περίπου το ένα χιλιοστό αυτής που βιώνουμε στην επιφάνεια της Γης», είπε. «Υπό αυτές τις συνθήκες, στερεοί κρύσταλλοι μπορούν να σχηματιστούν απευθείας από το αέριο, χωρίς πρώτα να περάσουν από υγρή φάση».

Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν τον Οκτώβριο στο Astrophysical Journal Letters.

Πνευματικά δικαιώματα 2023 Space.com, μια εταιρεία του μέλλοντος. Ολα τα δικαιώματα διατηρούνται. Αυτό το υλικό δεν επιτρέπεται να δημοσιευτεί, να μεταδοθεί, να ξαναγραφτεί ή να αναδιανεμηθεί.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *