Onderzoekers die gebruik maken van de Webb-ruimtetelescoop hebben minuscule kwartskristallen ontdekt in de hoge wolken van WASP-17 b, een hete Jupiter-achtige exoplaneet op 1300 lichtjaar van de aarde. Het is voor het eerst dat er kwartsdeeltjes zijn waargenomen in de atmosfeer van een exoplaneet (The Astrophysical Journal Letters). Silicaten (mineralen die rijk zijn aan silicium en zuurstof) vormen het overgrote deel van de aarde, de maan en andere rotsachtige objecten in ons zonnestelsel, en komen ook in de rest van het Melkwegstelsel veel voor. Maar de silicaatdeeltjes die eerder in de atmosferen van exoplaneten en bruine dwergen zijn aangetroffen bestaan uit magnesiumrijke silicaten zoals olivijn en pyroxeen, niet alleen uit kwarts. Met een volume dat meer dan zeven keer zo groot is als dat van de planeet Jupiter, maar een massa die minder dan half zo groot is, is WASP-17b een van de grootste en meest opgeblazen exoplaneten die we kennen.
In combinatie met zijn omlooptijd van slechts 3,7 aardse dagen, maakt dit de planeet tot een ideaal doelwit voor transmissiespectroscopie: een techniek waarbij wordt gekeken naar hoe de atmosfeer van een planeet sterlicht filtert en verstrooit. Webb observeerde het WASP-17-stelsel bijna tien uur lang en deed meer dan 1275 helderheidsmetingen in het infrarood op het moment dat de planeet voor zijn ster langs schoof. Door de helderheid van de afzonderlijke golflengten van het licht dat ten tijde van deze planeetovergang door de ruimtetelescoop werd opgevangen af te trekken van het licht van de ster zelf, konden de astronomen berekenen hoeveel van elke golflengte door de planeetatmosfeer werd geabsorbeerd.
Daarbij kwam een onverwachte piek tevoorschijn op een golflengte van 8,6 micron – een piek die kenmerkend is voor kwarts. Hoewel de betreffende deeltjes qua vorm waarschijnlijk lijken op de puntige zeshoekige prisma’s die in geodes op aarde te vinden zijn, hebben deze kristallen waarschijnlijk een middellijn van slechts een miljoenste van een millimeter. In tegenstelling tot de mineralen in aardse wolken, zijn de kwartskristallen die in de wolken van WASP-17 b zijn gedetecteerd niet afkomstig van een rotsachtig oppervlak: ze zijn in de atmosfeer van de planeet ontstaan. WASP-17 b is extreem heet – ongeveer 1500 graden Celsius – en de druk waarbij de kwartskristallen zich hoog in de atmosfeer vormen is slechts ongeveer een duizendste van die op aarde.
Onder deze omstandigheden kunnen vaste kristallen zich direct uit gas vormen, zonder eerst een vloeibare fase te doorlopen. Hoeveel kwarts er precies is, en hoe wijd de wolken verspreid zijn, laat zich moeilijk vaststellen.
Omdat steeds dezelfde zijde van de planeet naar de ster is gericht, heeft hij een zeer hete dagkant en een koelere nachtkant. Dat maakt het waarschijnlijk dat de wolken in zijn atmosfeer verdampen zodra ze de dagzijde bereiken. (EE) (Image Credit: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
