HR 8799 -järjestelmä, joka sijaitsee 130 valovuoden päässä, sisältää neljä jättiläisplaneettaa, jotka ovat pitkään herättäneet tiedemiesten mielenkiintoa. Webb-teleskoopin havainnot vahvistavat, että nämä maailmat ovat muodostuneet samankaltaisesti Jupiterin ja Saturnuksen kanssa, kiinteiden ytimien kerrostumisen kautta. Tätä muodostumismenetelmää, jota kutsutaan 'ydinakkretioniksi', pidetään arvokkaana vihjeenä planeettajärjestelmien monimuotoisuuden ymmärtämiseksi.
Infrapuna-näkymä moniplanetaarisesta järjestelmästä HR 8799 Webb-teleskoopin avulla. Värit edustavat erilaisia aallonpituuksia, jotka instrumentti NIRCam on tallentanut.
Luotto: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI)
Luotto: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI)
Havainnot paljastavat merkittävän määrän raskaita alkuaineita, kuten hiiltä ja happea, näiden planeettojen ilmakehissä. Tämä koostumus viittaa asteittaiseen muodostumiseen, toisin kuin muissa malleissa, joissa planeetat syntyvät nopean kaasulevyn romahtamisen seurauksena. Tutkijat korostavat näiden tulosten merkitystä verrattaessa omaa aurinkokuntaamme muihin tähtijärjestelmiin.
Tiimi on myös tutkinut 51 Eridani -järjestelmää, joka sijaitsee 96 valovuoden päässä. The Astrophysical Journalissa julkaistut havainnot osoittavat samankaltaisuuksia HR 8799:n kanssa. Nämä löydöt ovat mahdollisia Webb-teleskoopin koronagrafien ansiosta, jotka peittävät isäntätähtien kirkasta valoa paljastaakseen ympäröivät planeetat.
Hiilidioksidin suora havaitseminen merkitsee käännekohtaa eksoplaneettojen tutkimuksessa. Aikaisemmin ilmakehän koostumus on pääasiassa päätelty tähtien valosta, joka on suodattunut planeettojen läpi. Webb mahdollistaa nyt suoran analyysin, tarjoten tarkempia tietoja näiden maailmojen kemiasta.
Tutkijat suunnittelevat laajentavansa näitä havaintoja muihin järjestelmiin ymmärtääkseen paremmin jättiläisplaneettojen muodostumista. Nämä tutkimukset voisivat valaista olosuhteita, jotka ovat tarpeen maapallon kaltaisten planeettojen syntymiselle. Webb-teleskoopin kyky havaita planeettoja, jotka ovat lähellä tähtiään, avaa uusia näkymiä avaruuden elämän etsimiseen.
Kuinka Webb-teleskooppi havaitsee hiilidioksidia eksoplaneetoilla?
James Webb -avaruusteleskooppi käyttää infrapunalle herkkiä instrumentteja analysoidakseen eksoplaneettojen emittoimaa tai heijastamaa valoa. Nämä instrumentit, kuten NIRCam, voivat tunnistaa spesifisiä molekyylisignaaleja, kuten hiilidioksidia, planeettojen ilmakehässä.
Webb-teleskoopin koronagrafit ovat avainasemassa estäessään isäntätähtien kirkasta valoa, jolloin ympäröivät planeetat voidaan paljastaa. Tämä tekniikka on samankaltainen kuin mitä käytetään auringonpimennyksessä auringon kruunun tarkkailemiseksi.
Kohdistamalla tiettyihin aallonpituuksiin, tutkijat voivat eristää kaasujen ilmakehäsignaatteja. Hiilidioksidi, esimerkiksi, imee tiettyjä infrapuna-aallonpituuksia, mikä mahdollistaa sen havaitsemisen ja analysoinnin.
Tämä menetelmä avaa tien eksoplaneettojen ilmakehien yksityiskohtaiselle tutkimiselle, tarjoten vihjeitä niiden muodostumisesta, kehityksestä ja asuttavuuspotentiaalista.
Miksi jättiläisplaneettojen muodostuminen on tärkeää aurinkokuntamme ymmärtämiseksi?
Jättiläisplaneetat, kuten Jupiter ja Saturnus, ovat olleet ratkaisevassa roolissa aurinkokuntamme muodostumisessa ja kehityksessä. Niiden tutkiminen auttaa ymmärtämään prosesseja, jotka ovat muovanneet maapallon kaltaisia planeettoja.
Jättiläisplaneetat voivat vaikuttaa muiden taivaankappaleiden kiertoratoihin ja koostumukseen. Niiden läsnäolo voi suojata sisäplaneettoja komeettojen iskuilta tai päinvastoin altistaa ne suuremmalle määrälle törmäyksiä.
Vertaamalla eksoplaneettajärjestelmiä omaan aurinkokuntaamme, tiedemiehet voivat selvittää, onko meidän kokoonpanomme yleinen vai ainutlaatuinen. Tämä auttaa kontekstoimaan maapallon paikkaa universumissa ja arvioimaan mahdollisuuksia löytää samankaltaisia ympäristöjä muualla.
Webb-teleskoopin löydöt HR 8799:stä ja 51 Eridanista tarjoavat konkreettisia todisteita siitä, että jättiläisplaneettojen muodostumismekanismit ovat monimuotoisia, mikä rikastuttaa ymmärrystämme planeettajärjestelmien dynamiikasta.