Zsuzsanna, Eliza, Konrád2025. február 19., szerda
Tudomány

Kvarckristályok egy exobolygó felhőiben

National Geographic Magyarország

A James Webb-űrteleszkóp (JWST) legújabb felfedezésében egy 1300 fényévre lévő bolygó légkörében talált egészen apró kvarckristályokat.

a WASP-17b felhői - fantáziakép
Forrás: NASA, ESA, CSA, R. Crawford

A WASP-17b jelű exobolygó egy forró Jupiter típusú égitest, vagyis gázóriás, amely csillagához nagyon közel kering, s emiatt igen magas hőmérsékletű a légköre. A JWST MIRI nevű műszere segítségével a bolygó nagy légköri magasságú felhőiben sikerült kvarc nanokristályokat kimutatni. Ez az első eset, hogy egy bolygó légkörében szilícium-dioxidot találtak, és ezt csakis ez az űreszköz tette lehetővé, számolt be a NASA JPL.

„A Hubble megfigyeléseiből már tudtuk, hogy vannak a WASP-17b légkörében aeroszolok – mikroszkopikus szemcsék, amelyek felhőket vagy ködszerű homályt alkotnak – azt azonban nem vártuk, hogy ezek kvarcból állnak” – mondta a kutatást vezető David Grant.

A kőzetbolygók és holdak nagy részét szilikátos (szilíciumot és oxigént tartalmazó) kőzetek alkotják, és ezek meglehetősen gyakoriak lehetnek szerte a galaxisban. Az eddig exobolygók és barna törpék esetében felfedezett légköri szilikátok azonban nem tiszta kvarcból, hanem magnéziumban gazdag szilikátásványokból, mint az olivin vagy a piroxén álltak. Ez a friss felfedezés kissé átalakítja az exobolygók légkörének, felhőzetének kialakulásáról alkotott tudásunkat.

Így blokkolja a csillaga fényét a bolygó légkörében lévő kvarc. A méréseket 28 hullámhosszon végezte el a JWST, ezeket az adatokat a Hubble és a Spitzer méréseivel is kiegészítették. A 8,6 mikronos hullámhosszon jelentkező jel az, ami a szakemberek szerint a kvarckristályoknak köszönhető. A lila vonal a mérések alapján modellezett spektrum grafikonja, a sárga rész azt mutatja, milyennek kellene lenni, ha nem volna a légkörben a kvarc.
Forrás: NASA, ESA, CSA, and R. Crawford (STScI). Science: Nikole Lewis (Cornell University), David Grant (University of Bristol), Hannah Wakeford (University of Bristol) from the Space Telescope Science Institute.

 

A kutatók úgy vélik, a most azonosított szemcsékre úgy lehet tekinteni, mint a más égitestek légkörében talált kristályok előfutáraira.

A WASP-17b a Jupiter méretének hétszerese, ám tömegének alig a fele, ezzel az egyik legnagyobb, leginkább felfúvódott exobolygó, amelyet ismerünk. Ez, valamint a mindössze 3,7 földi napot kitevő keringési ideje ideális céllá tette a transzmissziós spektroszkópia számára. Ez azt jelenti, hogy meg lehet mérni, miként szűri és szórja a bolygó légköre a csillaga fényét, miközben áthalad előtte.

A JWST összesen több mint 10 órán keresztül végzett méréseket a bolygó és csillaga fényén. Azzal, hogy a csillag fényének egyes hullámhosszúságú összetevőiből a bolygó légkörén átszűrődő fény ugyanezen hullámhosszúságú összetevőit kivonták, kiderült, mit is takar el, szűr meg a légkör a csillagfényből. A 8,6 mikronos hullámhossz-ponton egy kiugrást tapasztaltak, amely kimondottan a kvarchoz köthető ez esetben.

A kutatók úgy vélik, a légköri kvarc kristályai valószínűleg pont úgy néznek ki, mint az ásványboltokból jól ismert hegyes végű hatszöghasáb kristályok, azonban ezek mérete mindössze 10 nanométeres lehet (ez a méter egymilliárdod része). Ahhoz, hogy a szemcsék méretét be tudják határolni, a kutatóknak a Hubble adatait is fel kellett használniuk. A Hubble, a látható tartományban és közeli infravörösben végzett, mérései nélkül nem tudták volna kiszámítani a méretet.

Azonban a kristályok nem a bolygó felszínéről erednek – a Földön is kerülhet a légkörbe hasonló jellegű szemcse, ha felkapja a szél a felszínről. A WASP-17b légkörében képződnek, amely rendkívül forró, mintegy 1500 Celsius-fokos. A légnyomás a kristályok képződési helyén alig az ezredrésze a földfelszíni légnyomásnak, s ilyen körülmények közepette a folyadék-halmazállapot kihagyásával, közvetlenül a gázból kialakulhatnak a kristályok.

A kvarckristályok szabályos hatszöghasábok, amelyek miniatürizált változatban is hasonlóképp nézhetnek ki a kutatók szerint.
Forrás: Pixabay

A WASP-17b kötött keringésű (mindig ugyanazzal az oldalával néz csillaga felé), nagyon forró nappali, és nagyon hideg éjszakai oldallal – a kvarcból álló felhőket pedig a nappalt és az éjszakát elválasztó határvonalon lehetett észlelni. A kutatók szerint a kvarcfelhők kristályai könnyen lehet, hogy a bolygó légkörében körbe-körbe utaznak, az éjszakai oldalon kialakulnak, a nappali oldalon pedig elpárolognak. A bolygó rendkívüli sebességű, 1600 kilométer per órás szelei képesek e kristályokból álló felhőket elsodorni.

A megfigyelések egy olyan projekt részeként születhettek, amelynek során a különféle exobolygó-típusok mindegyikéből egy-egy példát részletesebben vizsgál a JWST: egy forró Jupitert, egy meleg Neptunuszt és egy mérsékelt kőzetbolygót.

11 ezer éve összefonódott a sorsunk a birkákéval

11 ezer éve összefonódott a sorsunk a birkákéval

Az állatok háziasítása során ugyan a kutya volt az első, ám rögtön utána a juhok következtek, ezek az állatok meleg öltözettel, tejjel és hússal is ellátták az embert, de úgy tűnik, még a kultúránkat is befolyásolták.

A műtrágyázott legelőkön fele annyi a beporzó

A műtrágyázott legelőkön fele annyi a beporzó

A világ lakható területeinek közel negyede mezőgazdasági célú legelő, amelyek jelentős részét műtrágyázzák.

76 millió éves harapásnyomot találtak

76 millió éves harapásnyomot találtak

Nagyon ritkák az olyan ősmaradványok, amelyekből az egyes állatok közti kapcsolatokra, konfliktusokra derülhet fény.

Alig evett húst az Australopithecus Dél-Afrikában

Alig evett húst az Australopithecus Dél-Afrikában

Több mint 3 millió éve élt elődeink fogzománca megörökítette az egykori étrendet, amelyben nem sok hely jutott húsnak.

Kiderült, miként lett az embernek hosszú haja

Kiderült, miként lett az embernek hosszú haja

Az ember evolúciója során a testét borító szőrzet legnagyobb részt visszafejlődött, a fején azonban ezzel ellentétes folyamat zajlott: hajunk egyre hosszabbá vált.

National Geographic 2025. januári címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

22 200 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlapNational Geographic 2024. júniusi címlapNational Geographic 2024. júliusi címlapNational Geographic 2024. augusztusi címlapNational Geographic 2024. szeptemberi címlapNational Geographic 2024. októberi címlapNational Geographic 2024. novemberi címlapNational Geographic 2024. decemberi címlapNational Geographic 2025. januári címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket