Hitech logo

Космос

Впервые в атмосфере экзопланеты обнаружен кварц

TODO:
Георгий Голованов18 октября 2023 г., 16:39

Уловив спектр пропускания горячего газового гиганта WASP-17 b, космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил первую экзопланету с кварцем в атмосфере. Мало того, благодаря этому открытию астрономы впервые идентифицировали специфический состав облаков на этой экзопланете, уникальные свойства которой были известны астрономам и прежде.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Планета WASP-17 b расположена примерно в 1000 световых годах от Земли. Это большой, раскаленный газовый шар, похожий на Юпитер, с очень низкой плотностью. Видеть ее мы не можем, а о ее существовании знаем лишь потому, что она регулярно блокирует часть света своей звезды. Поэтому ее называют «транзитной» экзопланетой — всю информацию о ней мы получаем, когда она проходит перед своим солнцем. И тем не менее, телескоп «Уэбб» выяснил, какова на WASP-17 b атмосфера.

Измерив изменения в светимости по 28 длинам волн, астрономы высчитали разницу между светом, излучаемым звездой, и светом, проходящим сквозь атмосферу планеты. Это позволило им понять, какие длины волн поглощаются атмосферой, а какие нет. Разным длинам волн соответствуют различные молекулы. И одна из них указала на наличие кристаллов кварца, сообщает ZME Science.

На Земле кварц — весьма распространенный минерал, но встречается в коре нашей планеты, а не в атмосфере. Обнаружить его в облаках WASP-17 b ученые не ожидали. «Мы были полностью уверены, что это силикаты магния. Но вместо этого мы увидели их составляющие, крошечные „семена“, частицы, необходимые для образования более крупных гранул силикатов, которые мы видим на более холодных экзопланетах и коричневых карликах», — сказала Ханна Уэйкфорд, астрофизик из Унивеситета Бристоля.

Кристаллы кварца из атмосферы WASP-17 b, скорее всего, имеют форму крошечных остроконечных шестиугольных призм. Каждая из них примерно 10 нм в диаметре, или в 10 000 раз меньше, чем человеческий волос.

Особые условия этой планеты — температура выше 1500 градусов Цельсия, давление атмосферы всего в одну тысячную от атмосферного давления на поверхности Земли — позволяют кристаллам формироваться напрямую из газа, не проходя жидкой фазы.

К особенностям WASP-17 b относится еще и то, что она вращается против вращения своей звезды. Когда ученые узнали об этом в 2009 году, это была единственная подобная внесолнечная планета. Открытие заставило астрономов пересмотреть традиционную теорию формирования планет. При этом одной стороной планета постоянно обращена к звезде. Из-за разницы температур там сильные ветра, переносящие частицы по атмосфере с огромной скоростью.

Изучив собранные космическим телескопом им. Джеймса Уэбба данные по экзопланете К2-18 b, масса которой в 8,2 раза превышает массу Земли, астрономы установили, что на ней присутствуют молекулы с углеродом, в том числе, метан и двуокись углерода. Отсюда следует, что планета может принадлежать к классу гикеан, миров-океанов с потенциально богатой водородом атмосферой.