詹姆斯·韦伯望远镜首次在系外行星大气中发现二氧化硅颗粒

·在距离地球1300光年的热木星WASP-17b上，研究人员利用詹姆斯·韦伯望远镜在高空云层中发现了石英纳米晶体的证据，标志着二氧化硅（SiO₂）颗粒首次在系外行星大气中被发现，为人类理解系外行星云层如何形成和演化提供了新思路。

系外行星WASP-17b概念图。

詹姆斯·韦伯太空望远镜在一颗热气态巨星的云层中探测到微小的石英晶体。

热木星是一种离恒星很近的类木行星。在距离地球1300光年的热木星WASP-17b上，研究人员利用詹姆斯·韦伯望远镜在高空云层中发现了石英纳米晶体的证据，这标志着二氧化硅（SiO₂）颗粒首次在系外行星大气中被发现。相关研究10月16日发布在《天体物理学杂志通讯》。

石英是地球表面分布最广的矿物之一，由二氧化硅（SiO₂）组成。英国布里斯托大学研究员、论文第一作者大卫·格兰特（David Grant）表示，研究人员从哈勃望远镜的观测中得知，在WASP-17b的大气中一定存在气溶胶，也就是构成云或雾的微小颗粒，“但我们没想到它们是由石英构成的。”

研究人员从韦伯望远镜的中红外仪器数据中得知WASP-17b上有二氧化硅，利用哈勃望远镜的可见光和近红外观测弄清楚晶体有多大， 美国国家航空航天局 （NASA）表示，每个晶体只有大约10纳米。但与地球的云中发现的矿物颗粒不同，在WASP-17b的云中发现的石英晶体不是从岩石表面刮来的，相反，它们起源于大气本身。WASP-17b的体积是木星的7倍多，质量不到木星的一半，是已知最大最膨胀的系外行星之一。其温度大约有1500摄氏度，在大气中形成的高压只有地球表面的千分之一。格兰特表示，在这些条件下，固体晶体可以直接由气体形成，而不需要先经过液相。

硅酸盐是硅、氧与其它化学元素结合而成的化合物，在银河系中极为普遍。此前在系外行星和褐矮星大气中检测到的硅酸盐颗粒由富含镁的硅酸盐构成，如橄榄石和辉石，而不是纯SiO₂。NASA表示，此次研究成果标志着二氧化硅（SiO₂）颗粒首次在系外行星大气中被发现，该成果为人类理解系外行星云层如何形成和演化提供了新思路。

了解云层的构成对于了解整个星球至关重要。像WASP-17b这样的热木星主要由氢和氦组成，还包括水蒸气和二氧化碳等少量其他气体。这些二氧化硅晶体可以告诉人类这颗星球上不同材料的“库存”，以及它们如何聚集在一起塑造了这个星球的环境。