ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب، موفق شدند برای نخستین بار کریستال‌های ریز کوارتز حاوی سیلیس را در جو یک سیاره فراخورشیدی داغ کشف کنند.

به گزارش سی‌ان‌ان، دانشمندان می‌گویند نانوذرات سیلیس که روی زمین در شن‌های ساحلی وجود دارد و از آن برای تولید شیشه استفاده می‌شود، در ابرهای سیاره فراخورشیدی معروف به «واسپ-۱۷ بی» پیدا شده است.

«واسپ-۱۷ بی» نخستین بار در سال ۲۰۰۹ کشف شد. این سیاره فراخورشیدی یک سیاره غول‌پیکر گازی است که در فاصله ۱۳۰۰ سال نوری از زمین واقع شده است. ابعاد این سیاره بیش از هفت برابر سیاره مشتری است و یکی از بزرگ‌ترین سیارات فراخورشیدی محسوب می‌شود که تاکنون شناخته شده است.

بر اساس تحقیقات جدیدی که روز دوشنبه در مجله «آستروفیزیکال ژورنال لترز» منتشر شد، پژوهشگران با استفاده از ابزار فروسرخ میانه تلسکوپ فضایی جیمز وب، موفق شدند نانوذرات کوارتز را در ابرهای با ارتفاع بالای این سیاره شناسایی کنند.

دیوید گرانت، نویسنده اصلی این مقاله مطالعه و پژوهشگر در دانشگاه بریستول می‌گوید: «ما هیجان‌زده بودیم. بر اساس مشاهدات [تلسکوپ] هابل می‌دانستیم که در جو واسپ-۱۷ بی، باید ذرات معلق در هوا - ذرات ریز تشکیل‌دهنده ابر یا مه - وجود داشته باشد، اما انتظار نداشتیم که این ذرات از کوارتز ساخته شده باشند.»

مواد معدنی سرشار از سیلیکون و اکسیژن به نام سیلیکات در زمین، ماه و دیگر اجسام سنگی منظومه شمسی به‌وفور یافت می‌شوند. سیلیکات‌ها نیز در کهکشان راه شیری بسیار متداول‌‌اند. اما تاکنون دانه‌های سیلیکات شناسایی‌شده در اتمسفر سیارات فراخورشیدی مبتنی بر منیزیم بوده، نه کوارتز، که از سیلیس خالص ساخته شده است.

هانا ویکفورد، استاد ارشد اخترفیزیک در دانشگاه بریستول، در همین زمینه می‌گوید که دانشمندان انتظار داشتند در اتمسفر این سیاره، سیلیکات‌های منیزیم را ببینند، اما در عوض چیز دیگری را مشاهده کردند. این ذرات ریز، اصطلاحا بذر موردنیاز برای تشکیل دانه‌های سیلیکات بزرگ‌ترند که در سیارات فراخورشیدی سردتر و کوتوله‌های قهوه‌ای دیده می‌شوند.

دانشمندان با کمک این یافته‌ها می‌توانند مواد مورداستفاده برای تشکیل محیط‌های سیاره‌ای را بهتر بشناسند، ازجمله موادی بسیار متفاوت ازآنچه ما اینجا بر روی زمین شاهدیم.

از کشف کریستال‌های کوارتز در «واسپ-۱۷ بی» چه می‌فهمیم؟

۳.۷ روز زمینی طول می‌کشد که سیاره فراخورشیدی «واسپ-۱۷ بی» یک‌ بار به دور ستاره خود بچرخد. ستاره‌شناسان مشاهدات خود را زمانی بر روی این سیاره فراخورشیدی متمرکز کردند که این سیاره در حال عبور مقابل ستاره خود بود و نور ستاره از جو این سیاره عبور می‌کرد.

تیم تحقیقاتی پس از ۱۰ ساعت مشاهده، نشان‌هایی مبنی بر وجود نانوذرات کوارتز پیدا کرد. این کریستال‌های کوارتز احتمالا شش‌ضلعی‌اند، مانند ژئودها یا همان پوک‌سنگ‌های بسیار بزرگ‌تری که ما روی زمین می‌شناسیم. ژئودها به ساختارهای رسوبی گفته می‌شود که در رسوبات و برخی صخره‌های آتشفشانی پیدا می‌شوند. اما ابعاد هرکدام از این کریستال‌های کشف‌شده فقط یک میلیونیم سانتی‌متر است – به‌قدری کوچک که ۱۰ هزار ذره از آن‌ها می‌توانند در کنار هم روی موی انسان قرار بگیرند. بر اساس این پژوهش، این ذرات از اتمسفر این سیاره فراخورشیدی ناشی می‌شوند.

گرانت می‌گوید واسپ-۱۷ بی بسیار بسیار داغ است و دمای آن به ۱۵۰۰ درجه می‌رسد و فشاری که در آن، این کریستال‌های کوارتز در بخش‌های بالایی اتمسفر تشکیل می‌شوند، تنها حدود یک‌هزارم فشاری است که ما در سطح زمین تجربه می‌کنیم. به گفته او، در این شرایط کریستال‌های جامد می‌توانند مستقیما از گاز تشکیل شوند، بدون اینکه ابتدا از فاز مایع عبور کرده باشند.

این سیاره فراخورشیدی ازنظر کشندی به ستاره خود قفل شده است، به این معنی که همیشه یک سوی آن به سمت ستاره‌اش است و دماهای شدیدی را نیز تجربه می‌کند، اگرچه سمت «همیشه شب» این سیاره سردتر است. درحالی‌که ابرها می‌توانند در سراسر سیاره جابجا شوند، احتمالا در قسمت داغ و روز سیاره، تبخیر می‌شوند و این می‌تواند ذرات کوارتز را در اتمسفر آن به چرخش درآورد.

به گفته گرانت، بادها می‌توانند این ذرات شیشه‌ای کوچک را با سرعت هزاران کیلومتر بر ساعت جابجا کنند. حساسیت فوق‌العاده تلسکوپ فضایی جیمز وب، به محققان این امکان را می‌دهد که شناخت بهتری از جو و شرایط محیطی سیارات خارج از منظومه شمسی به دست بیاورند.

غول‌های گازی داغ مانند واسپ-۱۷ بی، که مشتری داغ نیز نامیده می‌شوند، بیشتر از هیدروژن و هلیوم، به همراه مقداری بخارآب و دی‌اکسید کربن تشکیل شده‌اند. تشخیص سیلیس در جو این سیاره فراخورشیدی به دانشمندان کمک می‌کند تا درک بیشتر و بهتری از ترکیبات واسپ-۱۷ بی داشته باشند. ویکفورد نیز در این زمینه می‌گوید اگر فقط اکسیژن موجود در این گازها را لحاظ کنیم و اکسیژن موجود در مواد معدنی مانند کوارتز را در نظر نگیریم، به‌طور قابل‌توجهی فراوانی کل اکسیژن را دست‌کم گرفته‌ایم. به گفته او، کریستال‌های زیبای سیلیس به ما از وجود مواد مختلف در این سیاره خبر می‌دهد و به ما می‌گوید که این مواد چگونه محیط این سیاره فراخورشیدی را شکل داده‌‌اند.