"Вебб" зробив перше пряме зображення екзопланет з CO2

Космічний телескоп імені Джеймса Вебба (JWST) зробив прямі знімки кількох газових гігантів у системі HR 8799.

Про це розповідає видання Останні події з посиланням на пресреліз НАСА.

Молода планетна система HR 8799, розташована на відстані 130 світлових років від нас, є центром досліджень формування планет. Спостереження показують, що планети в ній багаті на вуглекислий газ. Це дозволяє припустити, що вони сформувалися подібно до Юпітера та Сатурна.

Астрономи вважають, що вони повільно будували тверді ядра, які притягували навколишній газ за допомогою гравітаційної сили -- процес, який називається акрецією ядра.

Здатність "Вебба" аналізувати атмосфери екзопланет за допомогою спектроскопії ще більше підтвердила ці спостереження.

Спектроскопічні інструменти телескопа допомагають дуже детально ідентифікувати компоненти атмосфери. Це означає, що тепер вчені можуть робити висновки про хімічний склад далеких світів за допомогою зображень.

"Виявивши ці сильні особливості вуглекислого газу, ми показали, що в атмосферах цих планет є значна частка важчих елементів, таких як вуглець, кисень і залізо", - сказав Вільям Балмер з Університету Джона Гопкінса в Балтиморі.

"Враховуючи те, що ми знаємо про зорю, навколо якої вони обертаються, це ймовірно вказує на те, що вони утворилися шляхом акреції ядра, що є дивовижним висновком для планет, які ми можемо безпосередньо бачити".

HR 8799 має вік близько 30 мільйонів років -- надзвичайно мало порівняно з 4,6 мільярдами років нашої Сонячної системи. Її планети все ще досить гарячі від свого утворення та випромінюють сильні інфрачервоні сигнали. Ці сигнали дозволяють дослідникам збирати важливі дані про те, як формуються такі планети.

Газові гіганти можуть виникати двома основними способами. Перший передбачає формування твердого ядра, яке потім збирає навколишній газ, подібно до того, як, як вважають, сформувалися Юпітер і Сатурн.

Інший відбувається, коли частинки газу швидко колапсують у масивний об'єкт з диска, що охолоджується навколо молодої зорі. Розуміння того, який процес є більш поширеним, допомагає вченим диференціювати планетні системи.

"Ми сподіваємося, що за допомогою такого роду досліджень ми зможемо зрозуміти нашу власну Сонячну систему, життя й самих себе в порівнянні з іншими екзопланетними системами, щоб ми могли контекстуалізувати наше існування", - пояснив Балмер.

"Ми хочемо сфотографувати інші сонячні системи й побачити, наскільки вони схожі або відрізняються від нашої. Звідси ми можемо спробувати зрозуміти, наскільки дивною є наша Сонячна система -- або ж наскільки нормальною".

З майже 6 000 відомих екзопланет дуже мало вдалося сфотографувати безпосередньо. Це пов'язано з тим, що навіть великі планети виглядають в тисячі разів слабкіше, ніж їхні зорі. Коронограф Вебба NIRCam (Камера ближнього інфрачервоного діапазону) уможливив отримання цих нових зображень, блокуючи зоряне світло, щоб виявити приховані світи.

Ця технологія допомогла дослідникам виявити інфрачервоні сигнали від планет HR 8799 на довжинах хвиль, що поглинаються певними газами.

Їхні результати показують, що ці планети містять більше важких елементів, ніж вважалося раніше.

Зараз вчені працюють над тим, щоб визначити, чи є об'єкти навколо далеких зірок справжніми газовими гігантами, чи вони є коричневими карликами. Коричневі карлики формуються подібно до зірок, але їм не вистачає маси, необхідної для ядерного синтезу.

"У нас є й інші докази, які вказують на те, що ці чотири планети HR 8799 утворилися за допомогою такого висхідного підходу", - сказав Лоран Пуйо, астроном з Наукового інституту космічних телескопів (STScI) в Балтиморі, який був одним з керівників дослідження.

"Наскільки поширеним є такий підхід для планет, які ми можемо безпосередньо зобразити? Ми поки що не знаємо, але пропонуємо провести більше спостережень за допомогою Вебба, щоб відповісти на це питання".

"Ми знали, що Вебб може вимірювати кольори зовнішніх планет у системах з прямим зображенням", - додає Ремі Саммер, директор Оптичної лабораторії ім. Рассела Б. Макідона в STScI і колишній керівник операцій з коронографом "Вебба".

"Ми чекали 10 років, щоб підтвердити, що наші тонко налаштовані операції телескопа також дозволять нам отримати доступ до внутрішніх планет. Тепер результати отримані, і ми можемо робити з ним цікаві наукові дослідження".

Спостереження NIRCam телескопа Вебба за HR 8799 та іншою системою, 51 Ерідані, були проведені в рамках програми НАСА "Гарантований час спостережень".

Космічний телескоп імені Джеймса Вебба є провідною світовою науковою обсерваторією і експлуатується в рамках міжнародної співпраці між НАСА, Європейським космічним агентством (ЄКА) і Канадським космічним агентством.