在地球瞥见石英矿物不足为奇,但当韦伯太空望远镜观察系外行星 WASP-17b 并从灼热大气层检测到大量微小石英晶体后,代表我们首次于系外行星大气发现二氧化硅(SiO2)颗粒。
WASP-17b 距离地球约 1,300 光年,体积达木星 7 倍多,但质量不到木星二分之一,是已知最大最膨胀的“棉花糖”系外行星之一,加上 WASP-17b 公转周期仅 3.7 个地球日,使这颗行星成为透射光谱的理想选择:测量行星大气过滤、散射星光效应以检测成分特征。
科学家使用韦伯望远镜观察 WASP-17 系统后,仅透过中红外线仪(MIRI)数据就知道该桶内行星 WASP-17b 大气一定有气溶胶,但没想到由纯石英晶体构成。
韦伯望远镜首次在系外行星大气发现 SiO 2 。(Source:欧洲太空总署)
石英是富含二氧化硅与氧的矿物质,也是硅酸盐形式之一。地球硅酸盐是最常见矿物之一,存在于各地沙滩、建筑石材,可熔化以生产玻璃,精炼成硅微晶片等,甚至太阳系所有岩石天体都由硅酸盐构成,韦伯太空望远镜在一颗系外行星大气发现直径仅 10 纳米的石英晶体,有什么特别之处?
之前科学家也曾在热木星大气检测到硅酸盐,但通常是组成更复杂、富含镁的硅酸盐形式,如橄榄石、辉石晶体,而 WASP-17b 大气石英晶体非常细小,起源于大气本身,然后以每小时数千公里速度穿过这颗气态巨行星闷热的大气层。
这些美丽的二氧化硅晶体能告诉我们,不同材料如何聚集在一起塑造出这个行星的环境,由于 WASP-17b 被潮汐锁定,向阳面温度高达 1,725℃,背阳面较凉爽约 725℃,因此云可能在两边周围循环,并在进入向阳面时蒸发。后续仍需要哈伯望远镜的可见光与近红外光观测数据,才能确定石英晶体有多大。
新论文发表在《天文物理期刊通讯》(The Astrophysical Journal Letters)