تلسکوپ «جیمز وب» در جو یک سیاره فراخورشیدی کوارتز پیدا کرد

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

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

WASP-۱۷ b 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 می‌چرخد و چنان به ستاره میزبان خود نزدیک است که دمای آن در روز به ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

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 حالی است که WASP-۱۷ b تنها حدود نیمی از جرم کلی مشتری را دارد. WASP-۱۷ b یکی از «پف کرده‌ترین» سیاره‌های شناخته شده در جهان است و جو متورم آن، این سیاره را به یک هدف عالی برای تلسکوپ فضایی جیمز وب تبدیل می‌کند.
گرانت و اخترشناسان دیگر WASP-۱۷ b را با استفاده از ابزار فروسرخ میانی (MIRI) جیمز وب در حال عبور از جلوی ستاره‌اش تماشا کردند.

همانطور که این سیاره فراخورشیدی از دید جیمز وب در مقابل ستاره خود حرکت می‌کرد، 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 گیری‌هایی منجر به اصطلاح طیف انتقال می‌شود که در آن طول موج‌های خاصی توسط مولکول‌های جوی خاص مسدود می‌شوند.

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

در ترکیب با مشاهدات قبلی تلسکوپ فضایی هابل، این بلور‌ها شبیه به منشور‌های نوک تیز و شش ضلعی مشابه کوارتز‌های روی زمین هستند، اما اندازه ناچیز ۱۰ نانومتری دارند.
کوارتز شکلی از سیلیکات است که به مواد معدنی غنی از سیلیس و اکسیژن گفته می‌شود. سیلیکات‌ها بسیار رایج هستند و تمام اجسام سنگی منظومه شمسی از آن‌ها ساخته شده‌اند و این مواد معدنی پیش از این در جو سیارات فراخورشیدی داغ مشتری کشف شده بودند. با این حال، در آن موارد، سیلیکات‌ها پیچیده‌تر و متشکل از بلور‌های غنی از منیزیم الیوین و پیروکسن بودند.

هانا ویکفورد (Hannah Wakeford) از دانشگاه بریستول می‌گوید: ما کاملا انتظار داشتیم که سیلیکات‌های منیزیم را ببینیم. اما آنچه در عوض دیدیم بلوک‌های سازنده آن‌ها بود. ذرات دانه ریز باید دانه‌های سیلیکات بزرگ‌تری را که در سیارات فراخورشیدی سردتر و کوتوله‌های قهوه‌ای شناسایی می‌کنیم، تشکیل دهند.

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

همانطور که باد‌ها به دور سیاره می‌چرخند و نانوذرات کوارتز را به همراه می‌برند، مه‌های بلندی را تشکیل می‌دهند که اساسا ابر‌های پراکنده از بلور‌های سنگی هستند. سپس آن مه‌ها وارد منطقه تحت نور خورشید شده و در گرما تبخیر میشوند.

گرانت توضیح داد که چگونه بلور‌های سیلیکات در وهله اول در جو سیاره‌ای جاسازی می‌شوند.

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

این یافته‌ها در ماه اکتبر در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد.