Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb αποκαλύπτει πώς σχηματίζεται ένας πλανήτης

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA χρησιμοποίησε μια ομάδα αστρονόμων για να μελετήσει τον δίσκο αερίου και σκόνης γύρω από ένα νεαρό, πολύ χαμηλής μάζας αστέρι.

Τα αποτελέσματα αποκαλύπτουν τον μεγαλύτερο αριθμό μορίων που περιέχουν άνθρακα που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα σε έναν τέτοιο δίσκο. Αυτά τα ευρήματα έχουν επιπτώσεις για την πιθανή σύνθεση οποιωνδήποτε πλανητών μπορεί να σχηματιστούν γύρω από αυτό το αστέρι.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι το κορυφαίο παρατηρητήριο διαστημικής επιστήμης στον κόσμο. Ο Webb λύνει μυστήρια στο ηλιακό μας σύστημα, κοιτάζει πέρα ​​σε μακρινούς κόσμους γύρω από άλλα αστέρια και διερευνά τις μυστηριώδεις δομές και την προέλευση του σύμπαντός μας και τη θέση μας σε αυτό.

Το Webb είναι ένα διεθνές πρόγραμμα με επικεφαλής τη NASA με τους εταίρους της, την ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία) και την CSA (Καναδική Διαστημική Υπηρεσία).

Τι εντόπισε το Webb

Οι βραχώδεις πλανήτες είναι πιο πιθανό από τους αέριους γίγαντες να σχηματιστούν γύρω από αστέρια χαμηλής μάζας, καθιστώντας τους πιο συνηθισμένους πλανήτες γύρω από τα πιο γνωστά αστέρια του γαλαξία μας.

Λίγα είναι γνωστά για τη χημεία τέτοιων πλανητών, οι οποίοι μπορεί να είναι είτε παρόμοιοι είτε πολύ διαφορετικοί από τη Γη. Μελετώντας τους δίσκους από τους οποίους σχηματίζονται τέτοιοι πλανήτες, οι αστρονόμοι ελπίζουν να κατανοήσουν καλύτερα τη διαδικασία σχηματισμού πλανητών και τις συνθέσεις των πλανητών που προκύπτουν.

Οι δίσκοι που σχηματίζουν πλανήτες γύρω από αστέρια πολύ χαμηλής μάζας είναι δύσκολο να μελετηθούν επειδή είναι μικρότεροι και πιο αμυδροί συγκριτικά με τους δίσκους γύρω από αστέρια μεγάλης μάζας.

«Το Webb έχει καλύτερη ευαισθησία και φασματική ανάλυση από τα προηγούμενα διαστημικά τηλεσκόπια υπερύθρων», εξήγησε η επικεφαλής συγγραφέας Aditya Arabhavi από το Πανεπιστήμιο του Groningen στην Ολλανδία. «Αυτές οι παρατηρήσεις δεν είναι δυνατές από τη Γη, επειδή οι εκπομπές από τον δίσκο μπλοκάρονται από την ατμόσφαιρά μας».

Σε μια νέα μελέτη, αυτή η ομάδα εξερεύνησε την περιοχή γύρω από ένα αστέρι πολύ χαμηλής μάζας γνωστό ως ISO-ChaI 147. Πρόκειται για ένα αστέρι ηλικίας 1 έως 2 εκατομμυρίων ετών που ζυγίζει μόλις 0,11 φορές περισσότερο από τον Ήλιο.

Το φάσμα που αποκαλύφθηκε από το MIRI του Webb δείχνει την πιο πλούσια χημεία υδρογονανθράκων που έχει δει μέχρι σήμερα σε έναν πρωτοπλανητικό δίσκο – συνολικά 13 διαφορετικά μόρια που φέρουν άνθρακα.

Τα ευρήματα της ομάδας περιλαμβάνουν την πρώτη ανίχνευση αιθανίου (C 2 H 6) εκτός του ηλιακού μας συστήματος, καθώς και αιθυλενίου (C 2 H 4), προπίνης (C 3 H 4) και της ρίζας μεθυλίου CH 3.

«Αυτά τα μόρια έχουν ήδη ανιχνευθεί στο ηλιακό μας σύστημα, όπως σε κομήτες όπως οι 67P/Churyumov–Gerasimenko και C/2014 Q2 (Lovejoy)», πρόσθεσε ο Arabhavi. «Ο Webb μας επέτρεψε να καταλάβουμε ότι αυτά τα μόρια υδρογονανθράκων δεν είναι απλώς διαφορετικά αλλά και άφθονα. Είναι εκπληκτικό ότι μπορούμε τώρα να δούμε τον χορό αυτών των μορίων στις πλανητικές κούνιες. Είναι ένα πολύ διαφορετικό περιβάλλον σχηματισμού πλανητών από αυτό που συνήθως πιστεύουμε».

Η ομάδα δείχνει ότι αυτά τα αποτελέσματα έχουν μεγάλες επιπτώσεις στη χημεία του εσωτερικού δίσκου και των πλανητών που μπορεί να σχηματιστούν εκεί. Εφόσον ο Webb αποκάλυψε ότι το αέριο στο δίσκο είναι τόσο πλούσιο σε άνθρακα, πιθανότατα να υπάρχει λίγος άνθρακας στα στερεά υλικά από τα οποία θα σχηματίζονταν οι πλανήτες. Ως αποτέλεσμα, οι πλανήτες που μπορεί να σχηματιστούν εκεί μπορεί τελικά να είναι φτωχοί σε άνθρακα. (Η ίδια η Γη θεωρείται φτωχή σε άνθρακα.)

«Αυτή είναι βαθιά διαφορετική από τη σύνθεση που βλέπουμε σε δίσκους γύρω από αστέρια ηλιακού τύπου, όπου κυριαρχούν μόρια που φέρουν οξυγόνο όπως το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα», πρόσθεσε το μέλος της ομάδας Inga Kamp, επίσης από το Πανεπιστήμιο του Groningen. «Αυτό το αντικείμενο αποδεικνύει ότι πρόκειται για μια μοναδική κατηγορία αντικειμένων.»

«Είναι απίστευτο ότι μπορούμε να ανιχνεύσουμε και να υπολογίσουμε την ποσότητα των μορίων που γνωρίζουμε καλά στη Γη, όπως το βενζόλιο, σε ένα αντικείμενο που απέχει περισσότερα από 600 έτη φωτός μακριά», πρόσθεσε το μέλος της ομάδας Agnés Perrin του Centre National de la Recherche Scientifique. στη Γαλλία.

Αυτή η εργασία υπογραμμίζει επίσης την κρίσιμη ανάγκη των επιστημόνων να συνεργάζονται σε διάφορους κλάδους. Η ομάδα σημειώνει ότι αυτά τα αποτελέσματα και τα συνοδευτικά δεδομένα μπορούν να συμβάλουν σε άλλα πεδία, όπως η θεωρητική φυσική, η χημεία και η αστροχημεία, για την ερμηνεία των φασμάτων και τη διερεύνηση νέων χαρακτηριστικών σε αυτό το εύρος μήκους κύματος.