一颗温度如此之高的系外行星，其云层竟是由石英构成的
最近发表在《天体物理学杂志快报》上的一项研究，使用了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的中红外仪器（MIRI）获得的数据，确定了WASP-17b上层大气中石英纳米晶体的存在。WASP-17b是一颗系外行星，质量和半径分别约为木星的0.78和1.87，距离地球约1324光年。由于WASP-17b的轨道周期为3.7天，因此被归类为“蓬松的”热木星，这意味着极端的温度可能会导致其大气中发生独特的化学过程，但天文学家仍然对这些发现感到惊讶。
这项研究的主要作者（该研究由30多名共同作者组成）、英国布里斯托尔大学的研究员大卫·格兰特（David Grant）博士说：“我们太激动了！我们从哈勃望远镜的观测中知道，在WASP-17b的大气中一定存在气溶胶 —— 构成云或雾的微小颗粒，但我们没想到它们是由石英构成的。”
这一发现的独特之处在于，传统上，人们发现系外行星上含有辉石或橄榄石等富镁硅酸盐，但JWST的MIRI在系外行星大气中发现的石英，可能会为系外行星云及其各自大气的形成和演化提供新的见解。
此外，虽然这些石英晶体的形状可以模仿地球上的石英晶体，但它们的大小却截然不同，直径只有10纳米，也就是百万分之一厘米。相比之下，地球上的石英晶体的平均直径是几厘米（英寸），有记录的最大单颗石英晶体为6.1米乘1.5米乘1.5米（20英尺乘4.9英尺乘4.9英尺），重39916公斤（88000磅）。但这样的晶体是如何在WASP-17b的大气中形成的呢？
格兰特博士说：“WASP-17b非常热，大约1500摄氏度（2700华氏度），它们在大气层中形成的高压只有我们在地球表面经历的压力的千分之一左右。在这些条件下，固体晶体可以直接由气体形成，而不需要先经过液相。”
2009年发现的WASP-17b是第一颗被发现呈现逆行轨道的系外行星，这意味着它的轨道与恒星自转方向相反，2013年的一项研究发现其大气中有水，另一项研究发现了钠。由于其质量小于木星，但体积大于木星的7倍，WASP-17b目前被归类为迄今为止发现的最臃肿的系外行星之一。
虽然，在最近的研究中发现了石英，但WASP-17b的大气成分反映了我们太阳系内外存在的传统气态巨行星，因为它主要由氢和氦组成。WASP-17b也与其母恒星潮汐锁定，这意味着它的一面总是面向恒星。这意味着当云层在行星周围循环时，它们会在白天蒸发。然而，天文学家仍在试图确定大气中石英的含量以及云的活动。
格兰特博士说：“云层很可能存在于昼夜过渡（终结点），也就是我们观测到的区域。风可能会以每小时数千英里的速度移动这些微小的玻璃颗粒。”
这项研究是作为韦伯保证时间观测（GTO）计划的一部分进行的，该计划被指定为GTO 1353，与WASP-17 b一起是由JWST望远镜科学家团队进行的一项更大的调查，即使用多仪器光谱对系外行星大气进行深度侦察（DREAMS），其总体目标是对每一类系外行星中的一颗进行深入分析：温带类地行星（Trappist-1e，GTO 1331）、温暖的海王星（HAT-P-26b，GTO 1312）和热木星（WASP-17b，GTO 1353）。
在未来几年和几十年里，这些石英晶体将如何教会我们系外行星大气层的形成和演化？只有时间才能证明，这就是我们要推进科学的原因！
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