Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) зробив новаторські відкриття в галузі вивчення екзопланет. Зокрема, він досяг успіху в аналізі їхніх атмосфер, вивчаючи світло від батьківської зірки, коли воно проходить через газ, що оточує планети. JWST нещодавно спостерігав за газовими планетами-гігантами в системі HR 8799 і виявив наявність вуглекислого газу в їх атмосферах, що свідчить про схожість між утворенням цієї системи та нашої власної.
HR 8799 — це досить примітна екзопланетна система, розташована на відстані 130 світлових років від Землі в сузір’ї Пегаса. Це система, зосереджена навколо молодої зірки головної послідовності, яка приблизно в 1,5 раза більша за наше Сонце та віком лише близько 30 мільйонів років. Що робить HR 8799 особливо цікавим, так це те, що він містить одну з перших прямих зображень кількох планетних систем, з чотирма підтвердженими планетами-гігантами, що обертаються навколо зірки на відстані від 15 до 70 астрономічних одиниць. Ці планети, позначені як HR 8799 b, c, d і e, є масивними газовими гігантами, кожна з яких, за оцінками, у 5-10 разів перевищує масу Юпітера.
Подібні гігантські планети можуть утворюватися за допомогою двох різних процесів: аккреції ядра, коли тверді ядра важчих елементів повільно притягують газ (як це сталося в нашій Сонячній системі), або нестабільності диска, коли частинки газу швидко зливаються з охолоджуючого диска молодої зірки. Розуміння того, яка модель формування є найпоширенішою, допомагає вченим класифікувати планетарні системи по всій галактиці. Такий аналіз був основою дослідження групи дослідників під керівництвом Вільяма Балмера з Університету Джона Гопкінса в Балтіморі.
Їхнє дослідження також включало спостереження з 51 Ерідані, і, як пояснює Бальмер, «ми сподіваємося, що завдяки такому дослідженню ми зможемо зрозуміти нашу власну Сонячну систему, життя та себе в порівнянні з іншими екзопланетними системами, щоб ми могли контекстуалізувати наше існування». Спостереження за газовими планетами в HR8799 і 51 Ерідані показують, що вони містять значну кількість вуглекислого газу, надаючи переконливі докази того, що чотири гігантські планети системи утворилися в результаті аккреції ядра – той самий процес, який, як вважають, створив Юпітер і Сатурн, де тверді ядра поступово притягують навколишній газ з протопланетного диска.
З майже 6000 вже відкритих екзопланет лише кілька були безпосередньо зображені через величезну різницю в яскравості між планетами та їхніми зірками. Технологія коронографа JWST NIRCam зробила ці спостереження можливими, блокуючи світло зірок, щоб виявити інфрачервоне випромінювання самих планет. Вони змогли проаналізувати конкретні довжини хвиль, які поглинають різні гази, і таким чином змогли визначити, що чотири планети HR 8799 містять вищі концентрації важких елементів, ніж вважалося раніше.
Спостереження за HR 8799 і 51 Eridani проводилися в рамках програм Webb Guaranteed Time Observations. Як провідна у світі обсерваторія космічної науки, космічний телескоп Джеймса Вебба продовжує відігравати важливу роль не лише в пошуках і спостереженнях за далекими екзопланетами, а й у безперервному дослідженні Сонячної системи та дослідженнях структур і походження Всесвіту. Ця стаття була спочатку опублікована Universe Today. Прочитайте оригінальну статтю.