Телескоп Уэбба обнаружил крошечные кристаллы кварца в атмосфере далекой горячей юпитерообразной планеты

По ощущениям это как если бы вы попали в песчаную бурю внутри максимально раскаленной доменной печи. 

Высоко в атмосфере планеты WASP-17b находятся облака крошечных кварцевых частиц, похожих на мельчайшие песчинки. Это открытие доказывает возможности телескопа Джеймса Уэбба (JWST) по исследованию состава далеких планет – в данном случае удаленной на 1300 световых лет от нас. Это также прекрасное напоминание о том, как хорошо нам живется на Земле.

Одной из приоритетных задач JWST является исследование атмосфер планет, вращающихся вокруг других звезд. Газовые гиганты – более легкие мишени, чем каменистые планеты, подобные нашей. Главным образом потому, что у них гораздо больше атмосферы, которая изменяет проходящий через нее звездный свет. В качестве объектов исследования обычно выбираются так называемые “горячие юпитеры” – газовые гиганты, которые вращаются так близко к своим звездам, что мы можем наблюдать их частое пересечение. 

• Тоже интересно: В радиусе 50 световых лет от Земли нет высокоразвитых инопланетян

WASP-17b, также известная как Ditsö̀, безусловно, подходит под это определение. Её масса составляет чуть более половины массы Юпитера, а радиус – почти вдвое больше, что является следствием расширения, вызванного температурой в 1550 К (1276°С). С момента открытия WASP-17b в 2009 г. как одной из первых экзопланет мы знали, что она действительно экстремальна по своим условиям, но, чтобы узнать больше, пришлось ждать (очень долго ждать) запуска на орбиту JWST.

“Мы были в восторге!” – сказал в своем заявлении доктор Дэвид Грант из Бристольского университета. “Еще из наблюдений “Хаббла” мы знали, что в атмосфере WASP-17 b должны присутствовать аэрозоли – крошечные частицы, составляющие облака или дымку, но мы не ожидали, что они будут состоять из кварца”.

Кварц – это диоксид кремния, состоящий из двух наиболее распространенных элементов в земной коре, поэтому его присутствие в других мирах вполне ожидаемо. Однако на предыдущих экстремально горячих планетах были обнаружены силикаты с высоким содержанием магния, такие как оливин, а не кварц, чистый, как самый мелкий пляжный песок.

Спектр WASP-17, за вычетом того, что обнаруживается, когда он проходит через атмосферу планеты, для идентификации присутствующих молекул.

Тем не менее, когда Грант и его коллеги сравнили свет, отфильтрованный атмосферой WASP-17b, с прямым светом от звезды WASP-17, основное различие было обнаружено на длине волны 8,6 мкм, что соответствует чистому кварцу.

“Мы вполне ожидали увидеть силикаты магния”, – говорит д-р Ханна Уэйкфорд. “Но вместо этого мы видим, скорее всего, строительные блоки этих крошечных “затравочных” частиц, необходимых для формирования более крупных силикатных зерен, которые мы обнаруживаем на более холодных экзопланетах и ​​коричневых карликах”.

Судя по наблюдениям рассеяния, ранее сделанным с помощью “Хаббла”, размер зерен составляет около 10 нанометров (0,00001 мм).

• Тоже интересно: Данные телескопа Джеймса Уэбба, похоже, свидетельствуют о том, что Большого Взрыва не было

Хотя WASP-17b состоит в основном из водорода и гелия, она настолько горяча, что содержит газ диоксид кремния, который конденсируется в микроскопические кристаллы на больших высотах, где атмосфера разрежена. При этом планета почти наверняка зафиксирована в приливной зоне: одна ее сторона постоянно обращена к звезде, а другая – к ночи. Кристаллы образуют скопления на границе сумерек – области, которую мы можем изучать, но мы не можем сказать, как далеко они простираются за пределы этой области. Грант отметил: “Ветры могут перемещать эти крошечные стеклянные частицы со скоростью тысячи километров в час”.

Недавнее открытие планеты с плотностью менее половины плотности Сатурна, вращающейся вокруг красного карлика, ошеломило астрономов, которые сравнили ее с зефиром. А плотность WASP-17b еще в 2-3 раза меньше, возможно, всего 8% от плотности воды, но она вращается вокруг звезды F6, которая примерно на 20% массивнее Солнца. Следовательно, в данном случае мы лучше понимаем, почему так происходит. WASP-17b имеет довольно вытянутую орбиту, что, учитывая близость ее к звезде, вызывает огромные приливные колебания. Предполагается, что это приводит к раздуванию ее внутренних слоев, а радиация расширяет ее внешние слои.

WASP-17b – одна из немногих известных планет, вращающихся в направлении, противоположном вращению своей звезды, что указывает на нечто очень странное в ее истории.

Информация об открытии опубликована в открытом доступе в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Читайте также: Кольца Сатурна намного, намного моложе своей планеты