“James Webb” descobriu pela primeira vez cristais de quartzo puro na atmosfera de um exoplaneta

Nas atmosferas de mundos distantes e até mesmo na Terra existem partículas de silicatos – minerais à base de quartzo. Os cientistas não encontraram cristais de quartzo puros na atmosfera até que o mundo do exoplaneta WASP-17b, a uma distância de 1.300 anos-luz da Terra, foi estudado. E somente a observação com os instrumentos do Telescópio Espacial James Webb permitiu determinar que os mais puros cristais de quartzo nascem nas nuvens do WASP-17b.

Névoa de quartzo em uma atmosfera quente na fronteira entre luz e escuridão imaginada pelo artista. Fonte da imagem: NASA

O exoplaneta WASP-17b é o chamado exojúpiter quente. Suas dimensões são quase o dobro do tamanho do nosso Júpiter, embora a massa fosse metade da massa do gigante gasoso do sistema solar. Assim, o exoplaneta WASP-17b tornou-se um dos exoplanetas “mais rechonchudos” deste tipo descobertos pelos cientistas. Há muita sorte nisso. O exoplaneta tem uma atmosfera grande o suficiente para ser estudado detalhadamente. Além disso, o “gordinho” orbita sua estrela em apenas 3,7 dias. Em outras palavras, a atmosfera do planeta bloqueia a luz de sua estrela natal com alta frequência, o que fornece muitos dados para estimar sua composição.

A absorção da luz de uma estrela em determinados comprimentos de onda carrega informações sobre a composição química e o tamanho das partículas em sua atmosfera. Anteriormente, o telescópio Hubble determinou que partículas de tamanho nanométrico estavam presentes na atmosfera de WASP-17b. Estudar o exoplaneta usando o instrumento MIRI Webb no infravermelho médio ajudou a determinar o tamanho dessas nanopartículas, que acabou sendo de cerca de 10 nm.

«Sabíamos pelas observações do Hubble [telescópio espacial] que a atmosfera do WASP-17b conteria aerossóis – pequenas partículas que constituem nuvens ou neblina – mas não esperávamos que fossem feitas de quartzo”, disse o líder do estudo, Daniel Grant, em um comunicado. (Daniel Grant) da Universidade de Bristol (Reino Unido).

O bloqueio da luz em um comprimento de onda de 8,6 mícrons sugere partículas de quartzo puro na atmosfera do exoplaneta

O segredo do aparecimento de cristais de quartzo puro na atmosfera de WASP-17b é que sua atmosfera é extremamente aquecida por uma estrela próxima – há cerca de 1500 ° C no lado noturno (o exoplaneta está sempre voltado para nós de um lado) . Alta temperatura e pressão, mil vezes maiores que na superfície da Terra, fazem com que cristais de quartzo se formem diretamente do meio gasoso, contornando a fase líquida. As observações revelam névoa de quartzo na fronteira entre luz e sombra. Os cristais evaporam novamente quando são carregados pelo vento para o lado solar e surgem durante o movimento atmosférico para o lado escuro do exoplaneta.