JWST detecta cristales de cuarzo en el exoplaneta WASP-17 b        

Por: Cornell University.

16 de octubre de 2023.

Las ondas de luz detectadas en las nubes del exoplaneta gigante gaseoso WASP-17 b revelaron la presencia de cuarzo (sílice cristalina, SiO2), como se muestra en este gráfico. Esta es la primera vez que se identifica SiO2 en un exoplaneta. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA y R. Crawford (STScI). Ciencia: Nikole Lewis (Universidad de Cornell), David Grant (Universidad de Bristol), Hannah Wakeford (Universidad de Bristol) del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial.

Investigadores que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA han detectado evidencia de nanocristales de cuarzo en las nubes de gran altitud de WASP-17 b, un exoplaneta caliente de Júpiter a 1.300 años luz de la Tierra. La detección, que fue posible exclusivamente con MIRI (Instrumento de infrarrojo medio de Webb), marca la primera vez que se detectan partículas de sílice (SiO₂) en la atmósfera de un exoplaneta. Los cristales de cuarzo tienen sólo unos 10 nanómetros de diámetro, tan pequeños que 10.000 podrían caber uno al lado del otro a lo largo de un cabello humano. Su tamaño y composición de sílice pura se informaron en "JWST-TST DREAMS: Quartz Clouds in the Atmosphere of WASP-17b", publicado en Astrophysical Journal Letters.

El exoplaneta WASP-17 b es uno de los tres cuerpos celestes objetivo de las investigaciones de Reconocimiento Profundo de Atmósferas de Exoplanetas del Equipo Científico del Telescopio JWST mediante Espectroscopía de Instrumentos Múltiples (DREAMS, por sus siglas en inglés), que están diseñadas para recopilar un conjunto completo de observaciones de un representante de cada clase clave de exoplanetas: un Júpiter caliente, un Neptuno cálido y un planeta rocoso templado.

Webb observó el sistema WASP-17 durante casi 10 horas, recopilando más de 1.275 mediciones de brillo de luz infrarroja media de 5 a 12 micrones mientras el planeta cruzaba su estrella. Restando el brillo de las longitudes de onda de luz individuales que alcanzaron el telescopio cuando el planeta estaba frente a la estrella de los de la estrella sola, el equipo de investigación pudo calcular la cantidad de cada longitud de onda bloqueada por la atmósfera del planeta.

Lo que surgió fue un "protuberancia" inesperada a 8,6 micrones que se explica mejor porque las nubes estaban compuestas de cuarzo, en lugar de silicatos de magnesio u otros posibles aerosoles de alta temperatura como el óxido de aluminio. La capacidad única del JWST para medir los efectos extremadamente sutiles de esos cristales en la luz de las estrellas está proporcionando información crítica sobre la composición de las atmósferas de los exoplanetas y nuevos conocimientos sobre su clima.

Los resultados de los autores del artículo, que forman parte del equipo científico del telescopio JWST e incluyen investigadores del Centro de Investigación Ames de la NASA y del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, dan un nuevo giro a nuestra comprensión de cómo se forman y evolucionan las nubes de exoplanetas. En lugar de silicatos ricos en magnesio como el olivino y el piroxeno que se ven en otros exoplanetas, los investigadores encontraron sus componentes básicos, la sílice pura necesaria para formar los granos de silicato más grandes que se encuentran en las enanas marrones y los exoplanetas más fríos.

A diferencia de las partículas minerales que se encuentran en las nubes de la Tierra, los cristales de cuarzo detectados en las nubes de WASP-17 b no son arrastrados desde una superficie rocosa. Más bien, se originan en la atmósfera misma. La atmósfera de WASP-17 b concentra condiciones de alta temperatura y presión, que hacen que los cristales se originen directamente desde gas, sin pasar primero por una fase líquida.

Fuente:

https://phys.org/news/2023-10-webb-quartz-crystals-clouds-hot.html