Kristal kuarsa ditemukan berputar-putar di atmosfer planet ekstrasurya WASP-17b

Mendaftarlah untuk buletin sains Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
—

Para astronom yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk pertama kalinya menemukan kristal kuarsa kecil yang mengandung silika – mineral umum di Bumi – di dalam atmosfer planet ekstrasurya yang panas dan terbakar.

Partikel nano silika, yang muncul di pasir pantai di Bumi dan digunakan untuk memproduksi kaca, kemungkinan besar berputar-putar dari awan planet ekstrasurya, yang dikenal sebagai WASP-17b, menurut para peneliti.

Pertama kali ditemukan pada tahun 2009, WASP-17b adalah planet gas raksasa yang terletak 1.300 tahun cahaya dari Bumi. Ukurannya tujuh kali lebih besar dari Jupiter, menjadikannya salah satu exoplanet terbesar yang diketahui para astronom.

Para peneliti telah mendeteksi nanopartikel kuarsa di awan dataran tinggi menggunakan instrumen inframerah tengah Webb, menurut penelitian baru yang diterbitkan Senin di jurnal Webb. Surat Jurnal Astrofisika.

“Kami sangat senang,” kata David Grant, penulis utama studi tersebut dan peneliti di Universitas Bristol, dalam sebuah pernyataan. “Kami mengetahui dari pengamatan Hubble bahwa pasti ada aerosol – partikel kecil yang membentuk awan atau kabut – di atmosfer WASP-17 b, namun kami tidak menyangka bahwa partikel tersebut terbuat dari kuarsa.”

Mineral kaya silikon dan oksigen, yang disebut silikat, berlimpah di Bumi, Bulan, dan benda berbatu lainnya di tata surya. Silikat juga sangat umum di Bima Sakti. Namun hingga saat ini, butiran silikat yang terdeteksi di atmosfer eksoplanet berbahan dasar magnesium, bukan kuarsa, yang terbuat dari silika murni.

“Kami sepenuhnya berharap untuk melihat magnesium silikat,” kata rekan penulis studi Hannah Wakeford, dosen senior astrofisika di Universitas Bristol, dalam sebuah pernyataan.
“Tetapi yang kita lihat kemungkinan besar adalah bahan penyusun partikel-partikel tersebut, partikel ‘benih’ kecil yang diperlukan untuk membentuk butiran silikat yang lebih besar yang kita deteksi di planet ekstrasurya dingin dan katai coklat.”

Penemuan ini memungkinkan para peneliti untuk memahami bahan yang digunakan untuk membentuk lingkungan planet yang sangat berbeda dari apa yang kita ketahui di Bumi.

Wasp-17b membutuhkan waktu 3,7 hari Bumi untuk menyelesaikan satu orbit mengelilingi bintangnya. Para astronom memfokuskan pengamatan mereka pada planet ekstrasurya yang melintas di depan bintangnya dan cahaya bintang disaring melalui atmosfernya.

Setelah 10 jam observasi, tim mendeteksi tanda yang menunjukkan adanya nanopartikel kuarsa.

Kristal kuarsa kemungkinan besar berbentuk heksagonal, seperti geode yang lebih besar yang kita kenal di Bumi, tetapi masing-masing hanya berukuran sepersejuta sentimeter, sangat kecil sehingga 10.000 butir dapat muat berdampingan di sehelai rambut manusia, menurut penelitian. . Partikel berasal dari atmosfer.

“WASP-17 b sangat panas – sekitar 2.700 derajat Fahrenheit (1.500 derajat Celcius) – dan tekanan yang membentuk kristal kuarsa di atmosfer hanya sekitar seperseribu dari apa yang kita alami di permukaan bumi,” kata Grant. “Dengan kondisi seperti ini, kristal padat dapat terbentuk langsung dari gas, tanpa melalui fase cair terlebih dahulu.”

Planet ini terkunci pasang surut terhadap bintangnya, artinya satu sisi selalu menghadap bintang dan mengalami suhu ekstrem, sedangkan sisi “malam” permanen planet ini lebih dingin. Meskipun awan dapat melayang di sekitar planet ini, kemungkinan besar awan tersebut akan menguap pada siang hari yang panas, yang dapat menyebabkan partikel kuarsa berputar.

“Angin dapat menggerakkan partikel kaca kecil ini dengan kecepatan ribuan mil per jam,” kata Grant.

Penemuan sensitif Webb memungkinkan para peneliti memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer, kondisi lingkungan, dan cuaca di planet-planet di luar tata surya kita.

Raksasa gas panas, juga disebut Jupiter panas, seperti WASP-17b sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium, serta sejumlah uap air dan karbon dioksida. Penemuan silika di atmosfer planet membantu para ilmuwan mendapatkan gambaran lebih luas tentang komposisi WASP-17b.

“Jika kita hanya mempertimbangkan oksigen dalam gas-gas ini, dan mengabaikan semua oksigen yang terperangkap dalam mineral seperti kuarsa, kita akan meremehkan total kelimpahannya,” kata Wakeford. “Kristal silika yang indah ini memberi tahu kita tentang inventaris berbagai bahan dan bagaimana semuanya bersatu untuk membentuk lingkungan planet ini.”