地球常見石英礦物,首次於系外行星高溫雲發現

作者 | 發布日期 2023 年 10 月 17 日 16:00 | 分類 天文 , 航太科技 line share follow us in feedly line share
地球常見石英礦物,首次於系外行星高溫雲發現


在地球瞥見石英礦物不足為奇,但當韋伯太空望遠鏡觀察系外行星 WASP-17b 並從灼熱大氣層檢測到大量微小石英晶體後,代表我們首次於系外行星大氣發現二氧化矽(SiO2)顆粒。

WASP-17b 距離地球約 1,300 光年,體積達木星 7 倍多,但質量不到木星二分之一,是已知最大最膨脹的「棉花糖」系外行星之一,加上 WASP-17b 公轉週期僅 3.7 個地球日,使這顆行星成為透射光譜的理想選擇:測量行星大氣過濾、散射星光效應以檢測成分特徵。

科學家使用韋伯望遠鏡觀察 WASP-17 系統後,僅透過中紅外線儀(MIRI)數據就知道該桶內行星 WASP-17b 大氣一定有氣溶膠,但沒想到由純石英晶體構成。

▲ 韋伯望遠鏡首次在系外行星大氣發現 SiO 2 。(Source:歐洲太空總署

石英是富含二氧化矽與氧的礦物質,也是矽酸鹽形式之一。地球矽酸鹽是最常見礦物之一,存在於各地沙灘、建築石材,可熔化以生產玻璃,精煉成矽微晶片等,甚至太陽系所有岩石天體都由矽酸鹽構成,韋伯太空望遠鏡在一顆系外行星大氣發現直徑僅 10 奈米的石英晶體,有什麼特別之處?

之前科學家也曾在熱木星大氣檢測到矽酸鹽,但通常是組成更複雜、富含鎂的矽酸鹽形式,如橄欖石、輝石晶體,而 WASP-17b 大氣石英晶體非常細小,起源於大氣本身,然後以每小時數千公里速度穿過這顆氣態巨行星悶熱的大氣層。

這些美麗的二氧化矽晶體能告訴我們,不同材料如何聚集在一起塑造出這個行星的環境,由於 WASP-17b 被潮汐鎖定,向陽面溫度高達 1,725℃,背陽面較涼爽約 725℃,因此雲可能在兩邊周圍循環,並在進入向陽面時蒸發。後續仍需要哈伯望遠鏡的可見光與近紅外光觀測數據,才能確定石英晶體有多大。

新論文發表在《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)。

(首圖來源:韋伯太空望遠鏡

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