Телескоп JWST виявив вуглекислий газ на молодих далеких планетах

Гігантські екзопланети в системі HR 8799, ймовірно, сформувалися, як Юпітер і Сатурн

Перша екзопланета була відкрита ще в 1990-х роках, але отримати її пряме зображення астрономам вдалося лише через десятиліття. Фотографування екзопланет є складним завданням, оскільки їхні зірки-хости зазвичай у тисячі разів яскравіші та набагато більші за самі планети.

Однак космічний телескоп James Webb (JWST) успішно долає цю проблему завдяки високочутливому коронографу. Ця спеціалізована маска блокує світло зірки, що дозволяє фіксувати екзопланети.

Останні знімки JWST двох відомих планетарних систем — HR 8799 та 51 Ерідана — вразили вчених. Вони не лише демонструють захопливі кадри, а й дають нове розуміння хімічного складу молодих газових гігантів.

Телескоп Webb сфотографував молоді гігантські екзопланети та виявив вуглекислий газ

Космічний телескоп NASA James Webb вперше зробив прямі знімки кількох газових гігантів у добре відомій системі HR 8799, що розташована за 130 світлових років від Землі. Ця молода планетарна система є ключовим об’єктом для вивчення процесів формування планет.

Спостереження показали, що всі чотири гігантські планети HR 8799 містять значну кількість вуглекислого газу. Це підтверджує гіпотезу про їхнє утворення шляхом акреції ядра – такого ж процесу, що сформував Юпітер і Сатурн.

Нові можливості в дослідженні екзопланет

Телескоп Webb довів свою здатність аналізувати атмосфери екзопланет за допомогою зображень, що доповнює його спектроскопічні інструменти, які визначають склад атмосфери з високою точністю.

🗣️ Вільям Балмер (Університет Джонса Гопкінса, Балтимор) зазначає:
«Виявивши чіткі ознаки вуглекислого газу, ми підтвердили, що в атмосфері цих планет міститься значна кількість важких елементів – вуглецю, кисню та заліза. Це вказує на їхнє формування через акрецію ядра, що є важливим відкриттям для об’єктів, які ми можемо безпосередньо спостерігати.»

📊 HR 8799 e – одна з чотирьох планет цієї системи – демонструє спектральні ознаки вуглекислого газу та монооксиду вуглецю (CO). Дані отримані за допомогою інструменту NIRCam (Near-Infrared Camera) JWST.

Що це означає для науки?

Дослідження допомагає астрономам визначити, який механізм формування планет є більш поширеним:

• Акреція ядра – коли тверде ядро поступово збирає газ із протопланетного диска.
• Гравітаційна нестабільність диска – коли газові частинки швидко зливаються у велетенські об’єкти.

Балмер додає:
«Мета цих досліджень — краще зрозуміти, як формуються планетарні системи, включаючи нашу Сонячну систему. Ми хочемо дізнатися, наскільки унікальна Земля та її сусіди в порівнянні з іншими системами.»

Інновації у зйомці екзопланет

🔬 Серед майже 6 000 відкритих екзопланет лише десятки були безпосередньо зображені. Завдяки технологіям JWST команда змогла дослідити інфрачервоне випромінювання, що дозволило розкрити склад атмосфери HR 8799.

🔭 Астроном Лоран Пуйо (STScI, Балтимор) пояснює:
«Ми вже мали докази того, що ці планети сформувалися через акрецію ядра. Але наскільки це поширене явище? Щоб відповісти на це питання, ми плануємо ще більше спостережень за допомогою Webb.»

Ремі Суммер (STScI) додає:
«Ми чекали 10 років, щоб переконатися, що наші технології дозволяють не тільки аналізувати далекі планети, а й вивчати внутрішні області екзопланетних систем. Тепер ми можемо проводити ще глибші дослідження.»

Висновки

📌 HR 8799 та 51 Ерідана відкривають нові горизонти у вивченні екзопланет.
📌 James Webb довів, що може не лише знімати планети, а й аналізувати їхні атмосфери.
📌 Вуглекислий газ у HR 8799 підтверджує гіпотезу про акрецію ядра – подібно до формування Юпітера та Сатурна.
📌 Подальші спостереження можуть допомогти визначити, чи є схожі процеси в інших системах.

Очікуємо ще більше проривів у дослідженнях екзопланет завдяки JWST! 🚀