Webb: Tak powstają księżyce wokół egzoplanety. System planetarny w budowie
Kosmiczny teleskop Jamesa Webba po raz pierwszy dostarczył szczegółowych danych o chemii i strukturze dysku materii otaczającego młodą egzoplanetę. Ten bogaty w związki węgla obszar wokół planety CT Cha b, oddalonej od nas o około 625 lat świetlnych, może być "placem budowy" dla przyszłych księżyców.
Choć same księżyce nie zostały jeszcze zaobserwowane, naukowcy mają solidne podstawy, by sądzić, że proces ich formowania właśnie się rozpoczyna.
Chemia węgla i techniki obserwacyjne
Układ, w którym znajduje się CT Cha b, jest wyjątkowo młody. Gwiazda centralna liczy zaledwie dwa miliony lat i wciąż gromadzi materię ze swojego otoczenia. Co istotne, dysk wokół planety nie jest częścią większego dysku gwiezdnego: dzieli je aż 75 mld kilometrów, co jasno wskazuje, że mamy do czynienia z niezależnym procesem formacyjnym.
Badania, które ujawniły formujący się system, przeprowadzono z użyciem instrumentu MIRI (Mid-Infrared Instrument) wyposażonego w spektrograf średniej rozdzielczości. Dzięki obserwacjom w podczerwieni udało się "wyłuskać" subtelny sygnał planety spośród blasku jasnej gwiazdy macierzystej. Wymagało to zastosowania zaawansowanych metod zwiększania kontrastu, aby odseparować światło planety od światła gwiazdy.
Widzimy dowody na istnienie dysku wokół tego towarzysza i możemy po raz pierwszy badać jego chemię. Nie jesteśmy tylko świadkami narodzin księżyców, obserwujemy również powstawanie samej planety.
Analiza wykazała obecność aż siedmiu cząsteczek zawierających węgiel, w tym acetylenu (C₂H₂) i benzenu (C₆H₆). To wyjątkowo bogata mieszanka, kontrastująca z otoczeniem gwiazdy macierzystej, gdzie wykryto jedynie wodę, ale bez śladów związków węglowych. Tak wyraźne różnice wskazują na błyskawiczną ewolucję chemiczną, która zachodzi w skali zaledwie kilku milionów lat.
Jak rodzą się księżyce?
Hipoteza, że księżyce powstają w dyskach otaczających młode planety, znana jest od dawna z badań nad Układem Słonecznym. W ten sposób mogły uformować się cztery największe księżyce Jowisza, których orbity układają się w jednej płaszczyźnie, typowej dla obiektów powstałych w dysku.
Chcemy lepiej zrozumieć, jak w naszym Układzie Słonecznym powstawały księżyce. To oznacza, że musimy przyglądać się innym systemom, które wciąż są w trakcie budowy. Webb pozwala nam po raz pierwszy obserwować spektakl narodzin księżyców i badać te procesy wprost.
Zespół naukowców nie zamierza poprzestać na CT Cha b. W ciągu najbliższego roku planowane są kolejne obserwacje innych młodych układów, aby porównać ich chemiczne i fizyczne właściwości. To krok ku zrozumieniu, jak różnorodne mogą być procesy prowadzące do powstawania planet i ich naturalnych satelitów.
Grzegorz Karaś, redaktor pcformat.pl
