اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) أن الرياح التي تبلغ سرعتها عدة آلاف من الكيلومترات في الساعة تهب وابلًا من بلورات الكوارتز الصغيرة عبر الغلاف الجوي الساخن الغني بالسيليكات لكوكب غازي عملاق بعيد يسمى WASP-17b.
“لقد عرفنا ذلك بفضل هابل [Space Telescope] وقال دانييل جرانت من جامعة بريستول في المملكة المتحدة ورئيس فريق البحث: “لا بد أن يكون هناك هباء جوي – وهي جزيئات صغيرة تشكل السحب أو الضباب – في الغلاف الجوي لـ WASP-17b، لكننا لم نتوقع أن تكون مصنوعة من الكوارتز”. وقالت دراسة جديدة عن هذا الاكتشاف في أ إفادة.
WASP-17b هو عالم لا يصدق. يدور حول نجمه كل 3.7 أيام على مسافة 7.8 مليون كيلومتر فقط (4.9 مليون ميل) من نجمه الذي يقع على بعد 1300 سنة ضوئية. أرضWASP-17b قريب جدًا من مضيفه النجمي لدرجة أن درجة حرارته أثناء النهار تصل إلى 1500 درجة مئوية (حوالي 2700 درجة فهرنهايت). نظرًا لأن الجو حار جدًا على هذا الكوكب الخارجي، فقد توسع الكوكب فعليًا إلى حوالي 285000 كيلومتر (176892 ميلًا)، أو أقل بقليل من ضعف حجم هذا الكوكب الخارجي. قطر كوكب المشتري. وهذا، على الرغم من أن حجم WASP-17b يبلغ نصف حجمه فقط كوكب المشتريالكتلة الشاملة. يعد WASP-17b واحدًا من أكثر الكواكب المعروفة “انتفاخًا” – كما أن غلافه الجوي المتضخم يجعله هدفًا مثاليًا لتلسكوب جيمس ويب الفضائي.
متعلق ب: تلسكوب جيمس ويب الفضائي يسلط الضوء على نجوم شابة جميلة في مجرة قريبة (صورة)
لاحظ جرانت وزملاؤه علماء الفلك عبور WASP-17b لنجمه باستخدام أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) الخاصة بـ JWST. عندما تحرك الكوكب الخارجي أمام نجمه من منظور تلسكوب جيمس ويب الفضائي، اكتشف MIRI ضوء النجوم الذي كان يحجبه الكوكب المنتفخ نفسه ولكن يمتصه الغلاف الجوي العالمي جزئيًا. تؤدي مثل هذه القياسات إلى ما يسمى بطيف الإرسال، حيث يتم حجب أطوال موجية معينة بواسطة جزيئات معينة في الغلاف الجوي.
مثل كوكب المشتري، يبدو أن WASP-17b يتكون في الغالب من الهيدروجين والهيليوم. بالإضافة إلى ذلك، اكتشف MIRI ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، وعلى طول موجة يبلغ 8.6 ميكرون، علامة الامتصاص لبلورات الكوارتز النقية. جنبا إلى جنب مع الملاحظات السابقة مع تلسكوب هابل الفضائيوتشير التقديرات إلى أن هذه البلورات تتشكل على شكل منشور سداسية حادة مثل الكوارتز على الأرض، ولكن بحجم 10 نانومتر فقط.
الكوارتز هو شكل من أشكال السيليكات، وهو معدن غني بالسيليكا والأكسجين. السيليكات شائعة بشكل استثنائي، فكل الأجسام الصخرية في النظام الشمسي مصنوعة منها، وقد تم بالفعل اكتشاف السيليكات في الغلاف الجوي للكواكب الخارجية الساخنة لكوكب المشتري. ومع ذلك، في هذه الحالات، كانت بلورات الأوليفين والبيروكسين أكثر تعقيدًا وغنية بالمغنيسيوم.
وقالت هانا ويكفورد من بريستول: “كنا نتوقع رؤية سيليكات المغنيسيوم”. “لكن ما نراه بدلاً من ذلك هو على الأرجح اللبنات الأساسية لهذه الجسيمات، وهي جزيئات البذور الصغيرة التي تشكل حبيبات السيليكات الأكبر حجمًا التي نكتشفها في الكواكب الخارجية الباردة والأقزام البنية.”
WASP-27b مقفل مديًا أيضًا، مما يعني أنه يظهر دائمًا نفس الوجه لنجمه. عندما تدور الرياح حول الكوكب، حاملة جسيمات الكوارتز النانوية، فإنها تشكل ضبابًا على ارتفاعات عالية – بشكل أساسي سحبًا منتشرة من بلورات الصخور – في منطقة انتهاء النهار والليل. ثم يدخل هذا الضباب إلى النهار ويتبخر في الحرارة.
وأوضح غرانت كيف أصبحت بلورات السيليكات جزءا لا يتجزأ من الغلاف الجوي للكوكب.
وقال: “WASP-17b حار للغاية… والضغط الذي تتشكل عنده بلورات الكوارتز في الغلاف الجوي لا يتجاوز جزء من الألف من الضغط الذي نشهده على سطح الأرض”. “في ظل هذه الظروف، يمكن أن تتشكل البلورات الصلبة مباشرة من الغاز، دون المرور أولا عبر الطور السائل.”
ونشرت النتائج في أكتوبر في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
