Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba uchwycił swoje pierwsze bezpośrednie obrazy dwutlenku węgla na pozasłonecznych planetach w systemie gwiazdy HR 8799. To młody, liczący sobie około 30 milionów lat układ planetarny, znajdujący się 130 lat świetlnych od Ziemi. Planety wciąż emitują dużo promieniowania podczerwonego, co pozwala na zebranie cennych danych na temat ich pochodzenia. Międzynarodowy zespół astronomów pisze na łamach czasopisma "The Astrophysical Journal", że cztery krążące tam planety mogły się uformować jak gazowe olbrzymy Układu Słonecznego, Saturn i Jowisz, przez powolne budowanie stałych rdzeni, które potem przyciągały z otoczającego gwiazdę dysku gaz.
Odkrycie potwierdziło, że teleskop Webba jest w stanie wnioskować o składzie atmosfer planet na podstawie bezpośrednich obserwacji, a nie tylko badań spektroskopowych przechodzącego przez te atmosfery promieniowania gwiazd.
Dzięki dostrzeżeniu silnych sygnałów dwutlenku węgla, pokazaliśmy też, że w atmosferach tych planet znajduje się znaczna ilość cięższych pierwiastków, takich jak węgiel, tlen i żelazo. Biorąc pod uwagę to, co wiemy o gwieździe, wokół której krążą, prawdopodobnie wskazuje to, że powstały drogą akrecji materiały wokół rdzenia, co jeśli chodzi o planety, które możemy bezpośrednio zobaczyć, jest bardzo ekscytującym wnioskiem - podkreśla kierujący badaniami William Balmer, astrofizyk z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Częścią publikacji była też analiza obserwacji innego układu, 51 Eridani, oddalonego od nas o 96 lat świetlnych.
Gigantyczne planety mogą powstawać na dwa sposoby: poprzez powolne budowanie stałych rdzeni, które przyciągają gaz, jak w naszym układzie słonecznym, lub poprzez szybkie zapadanie się z chłodzącego się dysku młodej gwiazdy w masywne obiekty. Wiedza na temat tego, który model jest bardziej powszechny, może dostarczyć naukowcom wskazówek do rozróżnienia typów planet, które znajdują w innych układach.
Mamy nadzieję, że dzięki tego rodzaju badaniom zrozumiemy lepiej nasz własny Układ Słoneczny, życie i nas samych, w porównaniu do innych systemów egzoplanetarnych, byśmy mogli lepiej samych siebie umiejscowić - dodaje Balmer. Chcemy robić zdjęcia innych układów planetarnych i zobaczyć, na ile są podobne lub różne od naszego. Na tej podstawie możemy spróbować zrozumieć, na ile dziwny, a na ile normalny jest tak naprawdę Układ Słoneczny - podkreśla.
Bardzo niewiele egzoplanet zostało do tej pory bezpośrednio sfotografowanych, ponieważ odległe planety są tysiące razy słabsze od swoich gwiazd. Dzięki przesłonięciu gwiazdy i uchwyceniu bezpośrednich obrazów w specyficznych długościach fal, które są dostępne tylko z pomocą teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba, zespół otwiera drogę do bardziej szczegółowych obserwacji. To powinno pomóc ocenić, czy obiekty krążące wokół innych gwiazd są naprawdę gigantycznymi planetami, czy obiektami takimi jak brązowe karły, które formują się jak gwiazdy, ale nie gromadzą wystarczającej masy, aby zapoczątkować fuzję jądrową.
Zespół ma nadzieję wykorzystać teleskop Webba do analizy większej liczby gigantycznych planet i porównania ich składu z teoretycznymi modelami.
Obecność tych gigantycznych planet ma dość duże implikacje. Jeśli masz ogromne planety działające jak kule do kręgli w twoim układzie planetarnym, mogą one ten układ albo zakłócać, albo chronić, albo trochę tego i trochę tego. Zrozumienie procesu ich tworzenia jest kluczowym krokiem do zrozumienia powstawania, przetrwania i możliwości zamieszkania planet podobnych do Ziemi w przyszłości - mówi Balmer.