James Webb findet Quarzkristalle in der Atmosphäre eines Exoplaneten

Der Exoplanet WASP-17 b befindet sich 1.300 Lichtjahre von der Erde entfernt, umkreist einen Mutterstern und wird als „heißer Jupiter“ klassifiziert. Dieser Gasriese steht im Mittelpunkt der Untersuchungen im Projekt „Deep Recognition of Exoplanetary Atmospheres Using Multi-Instrument Spectroscopy“ (DREAMS) und hat Wissenschaftlern bereits einige überraschende Entdeckungen beschert.

Anders als erwartet, Die Atmosphäre von WASP-17 b ist stark und besteht aus kleinen Siliziumdioxidpartikeln, auch Silikate genannt. Silikat ist ein silizium- und sauerstoffreiches Mineral, das hauptsächlich auf unserem Planeten und in anderen Gesteinskörpern in Form von Quarz vorkommt.

Bisher waren die in der Atmosphäre von Exoplaneten und Braunen Zwergen identifizierten Silikatkörner reich an Magnesium und nicht an Quarz. In diesem Szenario ist WASP-17 b eine interessante Ausnahme.

Das Wissenschaftlerteam nutzte zusammen mit Forschern der NASA und der Universität Bristol das Mittelinfrarot-Instrument (MIRI) am James-Webb-Teleskop, um diesen Riesenstern zu analysieren. Ursprünglich erwarteten sie, in der dichten Atmosphäre des Planeten schwebende Magnesiumsilikate zu finden, waren aber überrascht, als sie reine Quarzpartikel (SiO2) entdeckten. WASP-17 b ist massereich, siebenmal so groß wie Jupiter und halb so schwer wie Jupiter, was ihn zu einem der größten jemals aufgezeichneten Exoplaneten macht.

Im Laufe von fast zehn Stunden sorgfältiger Beobachtungen sammelte das Team mehr als 1.275 „Helligkeitsmessungen“ im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums, insbesondere zwischen 5 und 12 Mikrometern. Mithilfe der Transmissionsspektroskopie untersuchten sie die Auswirkungen der Atmosphäre des Planeten, wenn dieser vor seinem Mutterstern vorbeizieht.

Während dieser Zeit machten die James-Webb-Instrumente einen bemerkenswerten Nachweis bei 8,6 Mikrometern, der laut Wissenschaftlern einen klaren Beweis für das Vorhandensein von Quarz in den Wolken um WASP-17 b liefert. Darüber hinaus konnte das Team mithilfe von sichtbarem und nahinfrarotem Licht, das mit dem berühmten Hubble-Weltraumteleskop gesammelt wurde, die Größe der Aerosolkristalle bestimmen und dabei feststellen, dass sie einen Durchmesser von etwa 10 Nanometern hatten.