«Уэбб» заглянул в диск вокруг массивной планеты, в котором формируются луны

Космический телескоп Джеймса Уэбба предоставил первые прямые измерения химических и физических свойств потенциального диска, в котором образуются луны вокруг большой экзопланеты CT Cha b.

Об этом рассказывают в NASA, передают OstanniPodii.com.

Молодая звезда, вокруг которой вращается планета, находится на расстоянии 625 световых лет от Земли, имеет возраст всего 2 миллиона лет и все еще накапливает околозвездный материал. Однако планетный диск, открытый Уэббом, не является частью более крупного аккреционного диска вокруг центральной звезды. Эти два объекта удалены друг от друга на 74 миллиарда километров.

Наблюдение за формированием планет и их спутников имеет фундаментальное значение для понимания эволюции планетных систем в нашей галактике. Спутников, вероятно, больше, чем планет, и некоторые из них могут быть местом существования жизни, такой, какой мы ее знаем. Но только сейчас мы вступаем в эру, когда можем наблюдать за их формированием.

Исследователи говорят, что это открытие способствует лучшему пониманию формирования планет и их спутников. Данные Вебба бесценны для сравнения с рождением нашей Солнечной системы более 4 миллиардов лет назад.

«Мы видим доказательства существования диска вокруг компаньона и можем впервые изучить его химический состав. Мы не только наблюдаем за формированием лун — мы также наблюдаем за формированием этой планеты», — сказала соавтор исследования Сьерра Грант из Карнегиевского института наук в Вашингтоне.

«Мы видим, какой материал накапливается для формирования планеты и лун», — добавил главный автор работы Габриэле Куньо из Цюрихского университета и член Национального центра компетенции в области исследований PlanetS.

Результаты были опубликованы 29 сентября в The Astrophysical Journal Letters.

Вскрытие звездного света

Инфракрасные наблюдения CT Cha b проводились с помощью MIRI (Инструмент среднего инфракрасного диапазона) телескопа Уэбба с использованием его спектрографа среднего разрешения. Первый взгляд на архивные данные Уэбба выявил признаки молекул в околопланетном диске, что побудило к более глубокому изучению данных. Поскольку слабый сигнал планеты теряется в ярком свете материнской звезды, исследователи должны были отделить свет звезды от света планеты с помощью высококонтрастных методов.

«Мы увидели молекулы в месте расположения планеты, поэтому поняли, что там есть что-то, что стоит исследовать, и потратили год, пытаясь выделить это из данных. Это действительно требовало большой настойчивости», — сказала Грант.

В конце концов команда обнаружила семь углеродных молекул в диске планеты, включая ацетилен (C2H2) и бензол (C6H6). Эта богатая углеродом химия резко контрастирует с химией, наблюдаемой в диске вокруг материнской звезды, где исследователи обнаружили воду, но не углерод. Разница между этими двумя дисками свидетельствует об их быстрой химической эволюции в течение всего 2 миллионов лет.

Происхождение спутников

Долгое время существовала гипотеза, что четыре основных луны Юпитера образовались из околопланетного диска. Эти галилеевы спутники, по-видимому, образовались из такого сплющенного диска миллиарды лет назад, о чем свидетельствуют их копланарные орбиты вокруг Юпитера. Два самых удаленных галилеевых спутника, Ганимед и Калисто, на 50 % состоят из водяного льда. Но, вероятно, они имеют каменистые ядра, возможно, из углерода или кремния.

«Мы хотим узнать больше о том, как в нашей Солнечной системе образовались луны. Это означает, что нам нужно посмотреть на другие системы, которые еще находятся в стадии формирования. Мы пытаемся понять, как все это работает», — говорит Куньо. «Как образуются эти луны? Из чего они состоят? Какие физические процессы происходят и в какие временные промежутки? Уэбб позволяет нам впервые стать свидетелями драматического процесса образования лун и исследовать эти вопросы с помощью наблюдений».

В следующем году команда будет использовать Уэбб для проведения комплексного исследования подобных объектов, чтобы лучше понять разнообразие физических и химических свойств дисков вокруг молодых планет.

«Уэбб»

Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая космическая научная обсерватория в мире. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, смотрит за пределы дальних миров вокруг других звезд и исследует таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной и нашего места в ней. Уэбб — это международная программа, которую возглавляет NASA вместе со своими партнерами, ESA (Европейским космическим агентством) и CSA (Канадским космическим агентством).