قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
اكتشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي لأول مرة بلورات كوارتز صغيرة تحتوي على السيليكا – وهو معدن شائع على الأرض – داخل الغلاف الجوي لكوكب خارجي حار مشتعل.
ومن المحتمل أن جسيمات السيليكا النانوية، التي تظهر على الأرض في رمال الشاطئ وتستخدم لإنتاج الزجاج، تدور من سحب الكوكب الخارجي، المعروف باسم WASP-17b، وفقًا للباحثين.
تم اكتشاف WASP-17b لأول مرة في عام 2009، وهو كوكب غازي عملاق يقع على بعد 1300 سنة ضوئية من الأرض. ويبلغ حجمه أكثر من سبعة أضعاف حجم كوكب المشتري، مما يجعله أحد أكبر الكواكب الخارجية المعروفة لعلماء الفلك.
اكتشف الباحثون جسيمات الكوارتز النانوية في السحب عالية الارتفاع باستخدام أداة Webb للأشعة تحت الحمراء المتوسطة، وفقًا لبحث جديد نُشر يوم الاثنين في The Astrophysical Journal Letters.
وقال ديفيد جرانت، مؤلف الدراسة الرئيسي، والباحث في جامعة بريستول، في بيان: “لقد شعرنا بسعادة غامرة”. “لقد علمنا من ملاحظات هابل أنه لا بد من وجود هباء جوي – جزيئات صغيرة تشكل السحب أو الضباب – في الغلاف الجوي لـ WASP-17 b، لكننا لم نتوقع أن تكون مصنوعة من الكوارتز.”
المعادن الغنية بالسيليكون والأكسجين، والتي تسمى السيليكات، متوفرة بكثرة على الأرض والقمر والأجسام الصخرية الأخرى في النظام الشمسي. السيليكات شائعة أيضًا بشكل لا يصدق في مجرة درب التبانة. لكن حتى الآن، كانت حبيبات السيليكات المكتشفة في أجواء الكواكب الخارجية تعتمد على المغنيسيوم، وليس الكوارتز، المصنوع من السيليكا النقية.
وقالت هانا ويكفورد، المؤلفة المشاركة في الدراسة، والمحاضرة الأولى في الفيزياء الفلكية بجامعة بريستول، في بيان: “كنا نتوقع تمامًا رؤية سيليكات المغنيسيوم”.
“لكن ما نراه بدلاً من ذلك هو على الأرجح اللبنات الأساسية لتلك الجسيمات، وهي جزيئات “البذور” الصغيرة اللازمة لتشكيل حبيبات السيليكات الأكبر حجمًا التي نكتشفها في الكواكب الخارجية الباردة والأقزام البنية”.
يمكن أن يمكّن هذا الاكتشاف الباحثين من فهم المواد المستخدمة لتشكيل بيئات كوكبية تختلف كثيرًا عما نعرفه على الأرض.
ما تكشفه بلورات الكوارتز عن WASP-17b
يستغرق Wasp-17b 3.7 يومًا أرضيًا لإكمال دورة واحدة حول نجمه. وركز علماء الفلك ملاحظاتهم على الكوكب الخارجي أثناء عبوره أمام نجمه وتسلل ضوء النجوم عبر غلافه الجوي.
وبعد 10 ساعات من المراقبة، اكتشف الفريق علامة تشير إلى وجود جسيمات الكوارتز النانوية.
من المحتمل أن تكون بلورات الكوارتز سداسية الشكل، مثل الجيودات الأكبر حجمًا التي نعرفها على الأرض، لكن حجم كل واحدة منها هو جزء من المليون من السنتيمتر فقط، وهي صغيرة جدًا لدرجة أن 10000 حبة يمكن وضعها جنبًا إلى جنب عبر شعرة الإنسان، وفقًا لـ البحث. والجسيمات تنشأ في الغلاف الجوي.
قال غرانت: “إن WASP-17 b حار للغاية – حوالي 2700 درجة فهرنهايت (1500 درجة مئوية) – والضغط حيث تتشكل بلورات الكوارتز عالياً في الغلاف الجوي لا يتجاوز حوالي واحد على الألف من الضغط الذي نختبره على سطح الأرض”. “في هذه الظروف، يمكن أن تتشكل البلورات الصلبة مباشرة من الغاز، دون المرور بمرحلة سائلة أولا.”
الكوكب مقيد مديًا بنجمه، مما يعني أن جانبًا واحدًا يواجه النجم دائمًا ويتعرض لدرجات حرارة شديدة، في حين أن الجانب “الليلي” الدائم من الكوكب يكون أكثر برودة. في حين أن السحب يمكن أن تنجرف حول الكوكب، فمن المحتمل أن تتبخر على جانب النهار الحار، مما قد يؤدي إلى دوران جزيئات الكوارتز.
وقال جرانت: “من الممكن أن تحرك الرياح هذه الجزيئات الزجاجية الصغيرة بسرعة آلاف الأميال في الساعة”.
تتيح اكتشافات ويب الحساسة للباحثين الحصول على فهم أفضل للأغلفة الجوية والظروف البيئية والطقس على الكواكب خارج نظامنا الشمسي.
عمالقة الغاز الساخن، والتي تسمى أيضًا كواكب المشتري الساخنة، مثل WASP-17b تتكون بشكل كبير من الهيدروجين والهيليوم، إلى جانب بعض بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. يساعد اكتشاف السيليكا في الغلاف الجوي للكوكب العلماء في الحصول على فكرة أوسع عن تركيبة WASP-17b.
وقال ويكفورد: “إذا أخذنا في الاعتبار فقط الأكسجين الموجود في هذه الغازات، وأهملنا تضمين كل الأكسجين المحتجز في المعادن مثل الكوارتز، فسنقلل من تقدير الوفرة الإجمالية بشكل كبير”. “تخبرنا بلورات السيليكا الجميلة هذه عن مخزون المواد المختلفة وكيف تجتمع جميعها معًا لتشكيل بيئة هذا الكوكب.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com