جیمز وب در جو یک سیاره فراخورشیدی بلورهای کوارتز پیدا کرد

از زمان پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به فضا، درک ما از جهان‌های دوردست و فرازمینی متحول شده است. تلسکوپ وب اکنون وجود نانوبلورهای ریز کوارتز را در گازهای سوزان جو سیاره WASP-17 b مشاهده کرده است. کشف چنین بلورهایی اطلاعات مهمی درباره نحوه شکل‌گیری سیاره‌های فراخورشیدی و قابلیت سکونت‌پذیری آنها به ما می‌دهد.

سیاره فراخورشیدی WASP-17 b تقریباً ۱۳۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد و همانند سیاره مشتری در منظومه شمسی در سیاره‌های «جهان گرم» طبقه‌بندی می‌شود. این سیاره هر ۳.۷ روز زمینی، مدار خود به دور ستاره مادرش را کامل می‌کند.

طبق اطلاعات رسمی، این اولین کشف ذرات سیلیس (SiO2) در جو یک سیاره فراخورشیدی است. چنین کشفی برای درک شکل‌گیری و تکامل ابرهای سیاره فراخورشیدی حیاتی تلقی می‌شود. پیش از این کشف، تلسکوپ هابل نشان داده بود که در جو سیاره WASP-17b ذرات ریز ابر یا مه معلق در هوا وجود دارد، اما محققان انتظار نداشتند این ذرات از کوارتز باشد. این کوارتزها شبیه به منشورهای نوک‌تیز و شش ضلعی کوارتزهای روی زمین هستند، اما اندازه بسیار کوچک ۱۰ نانومتری دارند.

اهمیت وجود کوارتز در جو سیاره‌های فراخورشیدی

کوارتز نوعی سیلیکات به شمار می‌آید و از مواد معدنی غنی از سیلیکون و اکسیژن تشکیل شده است. این سیلیکات‌ها در منظومه شمسی ما بسیار یافت می‌شود و ترکیب غالب زمین، ماه و سایر جهان‌های سنگی هستند. همچنین سیلیکات‌ها در اشکال مختلف در سراسر کهکشان‌ها وجود دارند. البته انواع کانی‌های سیلیکاتی موجود در جو سیاره‌های فراخورشیدی می‌توانند متفاوت باشند.

کشف اخیر به این دلیل مهم است که سیلیکات کشف‌شده در جو سیاره WASP-17 b عمدتاً از نوع کوارتز است. وجود سیلیکات‌ها در اتمسفر سیارات فراخورشیدی در مورد فرایندهایی که در جهان‌های بیگانه دور اتفاق می‌افتد اطلاعاتی به دست می‌دهد.

تلسکوپ جیمز وب از ابزار فروسرخ میانی (MIRI) برای رصد سیاره WASP-17 b در هنگام عبور از ستاره میزبان خود استفاده کرد. وب نزدیک به ۱۰ ساعت مشاهدات خود را ثبت کرد. این داده‌ها نشان می‌دهند که بلورهای کوارتز به‌جای اینکه از یک سطح سنگی بالا بروند، از جو خود این سیاره فراخورشیدی سرچشمه می‌گیرند.

سیاره WASP-17 b بسیار داغ است (حدود ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) و فشاری که در اتمسفر بالای آن وجود دارد، حدود یک هزارم چیزی است که ما در سطح زمین تجربه می‌کنیم. در این شرایط، بلورهای جامد می‌توانند مستقیماً از گاز بدون عبور از فاز مایع تشکیل شوند.

هنوز نمی‌توان میزان دقیق کوارتز و میزان پوشش ابری آن را تعیین کرد. درکل اتمسفر این سیاره فراخورشیدی عمدتاً از هیدروژن و هلیوم، با مقادیر کمی بخار آب و دی‌اکسید کربن و سایر مواد شیمیایی تشکیل شده است.

دانشمندان اغلب با تخمین ترکیب ابرها، دانش بیشتری در مورد شرایط جوی حاکم بر سیارات فراخورشیدی بدست می‌آورند. همچنین تجزیه‌وتحلیل ترکیب این ابرها اطلاعات بسیاری مورد شیمی، تاریخ زمین‌شناسی و قابلیت سکونت‌پذیری سیاره ارائه می‌دهد.