Телескоп Джеймса Вебба (JWST) досяг значних відкриттів у дослідженнях екзопланет.
Зокрема, він зробив прориви у вивченні атмосфер екзопланет, аналізуючи світло від зорі-прародича, яке проходить через газову оболонку навколо планет.
Нещодавно JWST спостерігав газові гіганти в системі HR 8799 і виявив наявність вуглекислого газу в їхніх атмосферах, що свідчить про подібності у формуванні цієї системи та нашої.
HR 8799 — це вражаюча екзопланетна система, яка розташована на відстані 130 світлових років від Землі в сузір’ї Пегаса. Це система, що обертається навколо молодої зорі головної послідовності, маса якої в 1,5 рази більша за масу Сонця і яка має лише близько 30 мільйонів років.
Що робить HR 8799 особливо цікавою, так це те, що вона містить одну з перших безпосередньо зображених множинних планетних систем, де чотири підтверджені газові гігантські планети обертаються навколо зорі на відстанях від 15 до 70 астрономічних одиниць.
Ці планети, позначені HR 8799 b, c, d та e, є масивними газовими гігантами, кожна з яких має масу від 5 до 10 мас Юпітера.
Газові гіганти, подібні до цих, можуть формуватися двома різними процесами: акрецією ядра, коли тверді ядра важких елементів поступово притягують газ (як це сталося в нашій Сонячній системі), або нестабільністю диска, коли газові частки швидко зливаються з охолоджуваного диска молодої зірки.
Розуміння того, який з цих процесів є найпоширенішим, допомагає вченим класифікувати планетні системи по всьому Всесвіту.
Цей аналіз став основою дослідження, проведеного командою на чолі з Вільямом Бальмером з університету Джонса Гопкінса в Балтиморі.
У своєму дослідженні вони також використали спостереження від 51 Еридані, і як пояснює Бальмер, «наша надія в таких дослідженнях — зрозуміти нашу власну Сонячну систему, життя і нас самих у порівнянні з іншими екзопланетними системами, щоб ми могли осмислити своє існування».
Спостереження за газовими планетами в HR 8799 та 51 Еридані виявили, що вони містять значну кількість вуглекислого газу, що дає вагомі докази того, що чотири газові гіганти системи утворилися через акрецію ядра — той самий процес, що, ймовірно, створив Юпітер і Сатурн, де тверді ядра поступово притягують навколишній газ з протопланетного диска.
З майже 6 000 вже відкритих екзопланет лише кілька були безпосередньо зображені через величезну різницю в яскравості між планетами і їхніми зорями.
Технологія коронографу NIRCam JWST зробила можливими ці спостереження, блокуючи світло зірок, щоб виявити інфрачервоні випромінювання самих планет.
Вчені змогли проаналізувати специфічні довжини хвиль, поглинені різними газами, і визначити, що чотири планети HR 8799 містять більші концентрації важких елементів, ніж вважалося раніше.
Спостереження за HR 8799 та 51 Еридані проводилися в рамках програм Guaranteed Time Observations телескопа.
Як провідна обсерваторія для космічних наукових досліджень, телескоп Джеймса Вебба продовжує бути важливим гравцем не тільки в пошуках і спостереженнях далеких екзопланет, але й у продовженні досліджень Сонячної системи та вивченні структур і походження Всесвіту.
