ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用した天文学者たちは、初めて、地球上の一般的な鉱物であるシリカを含む微細なクォーツ結晶を、灼熱のエキゾプラネットの大気中で検出しました。
このエキゾプラネット、WASP-17bの雲からシリカのナノ粒子が渦巻いている可能性があると研究者たちは述べています。WASP-17bは、2009年に初めて発見されたガス巨大惑星で、地球から1,300光年の距離に位置しています。体積は木星の7倍以上で、天文学者が知っているエキゾプラネットの中でも最大のものの一つです。
研究者たちは、Webbの中赤外線装置を使用して、高度の雲中にクォーツのナノ粒子を検出しました。これは、月曜日にThe Astrophysical Journal Lettersで発表された新たな研究によるものです。
地球、月、および太陽系の他の岩石質の天体には、シリコンと酸素に富んだ鉱物、すなわちケイ酸塩が豊富に存在します。ケイ酸塩は銀河系でも非常に一般的です。しかし、これまでにエキゾプラネットの大気中で検出されたケイ酸塩の粒子は、クォーツ（純粋なシリカから成る）ではなく、マグネシウムベースのものでした。
この発見は、地球上で知られているものとは大きく異なる惑星環境を形成するために使用される材料を理解することを研究者に可能にします。
WASP-17bは、その星の周りを1回転するのに3.7地球日かかります。天文学者たちは、エキゾプラネットがその星の前を横切り、星光がその大気を通過するのを観察しました。
観察時間10時間後、チームはクォーツナノ粒子の存在を示唆する署名を発見しました。クォーツ結晶は、地球上で知られているはるかに大きな鉱床と同じように、六角形をしている可能性がありますが、それぞれの粒子は1センチメートルの1百万分の1しかなく、人間の髪の毛を横に並べても10,000粒しか収まらないほど小さいという研究結果です。そして、粒子は大気中に起源を持っています。
WASP-17bは非常に高温で、約2,700度フェアレンハイト（1,500度セルシウス）で、クォーツ結晶が大気の高い位置で形成される圧力は、地球の表面で経験するものの約1/1000しかありません。このような条件では、固体の結晶は、最初に液体相を経ることなく、直接ガスから形成することができます。
この惑星はその星に潮汐固定されており、一方の面が常に星に向かっており、灼熱の温度を経験する一方、惑星の永久的な「夜」側はより涼しいです。雲は惑星の周りを漂うことができますが、熱い日の側ではおそらく蒸発し、クォーツの粒子を渦巻かせる可能性があります。
Webbの敏感な検出は、研究者が我々の太陽系外の惑星の大気、環境条件、天候についてより良い理解を持つことを可能にしています。
灼熱のガス巨大惑星、またはホットジュピターとも呼ばれるWASP-17bは、主に水素とヘリウムで構成されており、一部には水蒸気と二酸化炭素が含まれています。惑星の大気中でシリカを検出することは、科学者がWASP-17bの組成についてより広範な感覚を持つのに役立ちます。
「これらの美しいシリカ結晶は、さまざまな材料の在庫と、それらがすべてどのように組み合わさってこの惑星の環境を形成するかについて教えてくれます。」とWakeford氏は述べています。
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