在遥远的太阳系之外，詹姆斯·韦伯太空望远镜有了一项令人着迷的发现，让科学家感到兴奋不已。韦伯望远镜揭示了一个非凡的发现——在一个名为WASP-17b的外行星灼热大气中发现了悬浮的微小的石英晶体。这一发现挑战了我们对外行星云的理解，并为我们揭示了天体矿物的奇妙世界。
石英是地球上最常见的矿物之一，我们可以在沙滩、建筑石材、晶石店以及电子设备中找到它的身影。然而，这一次的发现却引人注目，因为它展现了一种超现实的景象，即石英晶体似乎凭空出现。想象一下，这些晶体如此微小，以至于在人的一根头发的上可以并排排列10,个晶体。这些尖锐而玻璃质的纳米粒子以每小时近1万公里的速度穿越WASP-17b的酷热大气层。这一发现真正令人惊奇的是，韦伯太空望远镜独特的能力，它能够从一千多万亿公里的距离上检测到这些微小晶体。
研究人员通过使用韦伯望远镜在WASP-17b的高空云层中发现了石英纳米晶体的证据，这颗热木星外行星距离地球约光年。特别令人感兴趣，因为这是首次在外行星大气中观察到这种硅（SiO2）颗粒。
戴维·格兰特，布里斯托大学的研究员，也是发表在《天体物理学杂志快报》上的论文的第一作者，激动地表示：“我们感到非常兴奋！我们从哈勃望远镜的观测中知道，WASP-17b的大气中一定存在气溶胶——构成云层或薄雾的微小颗粒。但我们没有预料到它们是由石英制成的。”这一意外的发现挑战了我们对外行星云组成的传统看法。
硅酸盐是一种富含硅和氧的矿物质，在我们的太阳系中广泛分布，包括地球、月球和其他天体。然而，以前对外行星大气中硅酸盐颗粒的观测主要揭示了富含镁的硅酸盐，如橄榄石和辉石，而不是纯净的石英（SiO2）。这一新发现提出了有关外行星云形成和演化的新问题。
汉娜·韦克福德，布里斯托大学的另一位研究员和该研究的合著者，指出：“我们完全期望看到镁硅酸盐。但我们看到的很可能是它们的构成部分，也就是形成我们在较冷的外行星和褐矮星中观察到的较大硅酸盐颗粒所需的微小‘种子’颗粒。”这一发现暗示了云的形成过程可能比我们之前想象的更加复杂。
WASP-17b是一颗非常独特的外行星，它的体积是木星的七倍多，质量却不到木星的一半。它的独特特征，包括只有3.7个地球日短短的轨道周期，使它成为透射光谱的理想候选对象。这项技术涉及测量行星大气对星光的过滤和散射效应，从而为我们提供了有关大气成分的宝贵信息。
韦伯太空望远镜对WASP-17系统进行了近10小时的观测，收集了在5到12微米中红外光波段的超过个亮度测量数据。通过分析行星大气对星光不同波长的亮度的影响，研究团队发现了一个出乎意料的“凸起”，位于8.6微米处。这个特征与由镁硅酸盐或其他可能的高温气溶胶形成的云层不符，但与石英的存在完全一致。
这些石英晶体虽然形状与地球上的晶洞和宝石店中发现的六边形柱状晶体相似，但尺寸却极小，直径仅约10纳米——相当于一百万分之一厘米。康奈尔大学的尼科尔·刘易斯，该研究的合著者之一，同时强调指出哈勃望远镜的数据在确定这些微小颗粒尺寸方面的重要性。哈勃望远镜的可见光和近红外观测提供了背景，帮助研究人员理解韦伯望远镜MIRI（中红外仪器）观测到的晶体大小。
有趣的是，这些晶体并非来自于岩石表面，而是在WASP-17b的大气层内形成。这颗行星的极端温度高达摄氏度，以及低气压的条件创造了固体晶体可以直接从气体中形成的环境，而不需要液体阶段。这一现象揭示了在这个遥远世界的大气中发生的复杂过程。
了解云层的组成对于理解行星的性质至关重要。WASP-17b与其他热木星一样，主要由氢和氦组成，还含有微量的其他气体，如水蒸气和二氧化碳。然而，石英的存在为科学家的认知增加了新的层面。汉娜·韦克福德指出：“如果我们只考虑这些气体中的氧气，而忽略了石英（SiO2）等矿物中锁存的所有氧气，我们将严重低估总氧气的丰度。”
确定石英的存在程度和这些云层的普遍性具有挑战性。大卫·格兰特指出：“云层很可能存在于昼夜交界线（即明暗交界线），这是我们的观测所探测到的区域。”在WASP-17b的特殊条件下，包括潮汐锁定的自转和白天与夜晚之间的极端温度差异，这些微小的玻璃状颗粒高速运动的原因仍然是个谜。
WASP-17b只是韦伯太空望远镜科学家小组进行的深度外行星大气勘察（DREAMS）研究的目标之一。这些研究旨在收集来自各种类型外行星的全面观测数据。韦伯太空望远镜对WASP-17b的观测是号GTO项目的一部分。
WASP-17b云层中发现石英晶体的发现证明了詹姆斯·韦伯太空望远镜的卓越性能，以及科学家在探索宇宙中永无止境的好奇心。它挑战了我们的传统观念，引发了有关外行星云层形成的新问题，并为我们揭示了遥远行星环境中多种材料的重要性。当我们继续探索宇宙的奥秘时，我们只能想象在无边无际的太空中还有哪些秘密等待着我们去揭示。
参考：
本文编辑：佚名
转载请注明出地址 http://www.zishiyinga.com/zsypz/10684.html
