Το τηλεσκόπιο James Webb ρίχνει «φως» στην προέλευση των πλανητών και των άστρων (βίντεο)

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb προκαλεί δέος τόσο στους επιστήμονες όσο και στο κοινό, με τις θεαματικές του εικόνες από μακρινούς γαλαξίες και τις ανακαλύψεις του για δεκάδες νέες μαύρες τρύπες.

Ωστόσο, το JWST θέλει να καταγράψει ξανά την κατανόηση των επιστημόνων για τα αντικείμενα σε μια μικρότερη, κλίμακα: δηλαδή πώς σχηματίζονται οι πλανήτες από στροβιλισμούς αερίου και σκόνης γύρω από νεαρά αστέρια.

Τέτοιοι δίσκοι θυμίζουν το περιβάλλον του Ήλιου πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, με πλανήτες να συγχωνεύονται γύρω από νεαρά αστέρια.

Το JWST αποκαλύπτει πώς το νερό παραδίδεται σε βραχώδεις πλανήτες που σχηματίζονται σε τέτοιους δίσκους, ενώ επίσης παρέχει ενδείξεις για την χημεία σε αυτά τα πλανητικά φυτώρια.

Μάλιστα, το τηλεσκόπιο έχει ανακαλύψει νέα στοιχεία σε έναν από τους πιο διάσημους δίσκους, που βρίσκεται γύρω από το αστέρι Beta Pictoris.

Παλαιότερα, άλλα τηλεσκόπια έχουν ερευνήσει πολλούς από αυτούς τους δίσκους. Οι αστρονόμοι τράβηξαν εντυπωσιακές φωτογραφίες από σκοτεινά κενά χαραγμένα σαν αυλάκια σε ένα φωτεινό δίσκο, που δείχνουν τα σημεία που γεννιούνται οι πλανήτες.

Αλλά, η φωτογραφία που τράβηξε το JWST επιτρέπει στους αστρονόμους να διερευνήσουν τους δίσκους με διαφορετικούς τρόπους. «Είναι πραγματικά σαν να βλέπεις με νέα γυαλιά — τα βάζεις και ξαφνικά βλέπεις πολλά περισσότερα», εξηγεί ο Andrea Banzatti, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο San Marcos.

Ο Banzatti και οι συνεργάτες του είδαν μέσω του JWST Protoplanetary δίσκους τεσσάρων αστέρων.

Οι επιστήμονες μπόρεσαν να δουν ότι δύο από τους τέσσερις δίσκους περιείχαν μεγάλες ποσότητες κρύου νερού, αρκετά κοντά στο αστέρι, έτσι το νερό ήταν υγρό και όχι παγωμένο.

Αυτή η παρατήρηση υποστηρίζει μια θεωρία που διατυπώθηκε πριν από δεκαετίες, ότι τα «βότσαλα» μπορούν να παρασυρθούν προς τα μέσα από το εξωτερικό μέρος του δίσκου μέχρι να ζεσταθούν αρκετά ώστε να απελευθερώσουν το νερό τους στον εσωτερικό δίσκο.

«Για πρώτη φορά, έχουμε μετρήσεις για το πόσο νερό παραδίδεται σε αυτήν την περιοχή»

Αυτή η δεξαμενή νερού μπορεί να χρησιμεύσει ως ακατέργαστο συστατικό για πλανήτες που σχηματίζονται κοντά στο αστέρι, ανέφερε ο Banzatti στη διάσκεψη του JWST στη Βαλτιμόρη, στις 14 Σεπτέμβρη.

«Για πρώτη φορά, έχουμε μετρήσεις για το πόσο νερό παραδίδεται σε αυτήν την περιοχή», δήλωσε ο ίδιος. Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στους αστρονόμους να αποκτήσουν μια πολύ καλύτερη αντίληψη σχετικά με τους τύπους πλανητών που σχηματίζονται σε διάφορους δίσκους.

Ακόμη, άλλες παρατηρήσεις του JWST δείχνουν ότι ο δίσκος που περιβάλλει ένα μικρό αστέρι, που ονομάζεται J160532, διαθέτει μια εκπληκτικά μεγάλη ποσότητα άνθρακα.

«Συναρπαστική χημεία που δεν έχουμε ξαναδεί σε δίσκους»

Στο Nature Astronomy τον Μάιο, οι αστρονόμοι ανέφεραν ότι βρήκαν βενζόλιο στο δίσκο γύρω από το μικρό αστέρι, με το όνομα J160532. Το βενζόλιο είναι ένα «οργανικό» μόριο που περιέχει άνθρακα, αλλά η ανίχνευσή του πιθανώς δεν σηματοδοτεί την παρουσία των συστατικών που απαιτούνται για τη ζωή.

Μπορεί να σημαίνει ότι η ακτινοβολία που έχει από το αστέρι καταστρέφει κόκκους σκόνης πλούσιους σε άνθρακα, απελευθερώνοντας βενζόλιο στο δίσκο.

Ο δίσκος περιέχει επίσης πολλές άλλες ενώσεις που περιέχουν άνθρακα, όπως το ακετυλένιο – και πράγματι έχει περισσότερο άνθρακα από οξυγόνο συνολικά.

«Είναι πραγματικά μια χημεία που δεν έχουμε ξαναδεί σε δίσκους», λέει η Sierra Grant, αστρονόμος στο Ινστιτούτο Max Planck, η οποία συμμετείχε στην έρευνα και μίλησε για αυτήν στο συνέδριο την περασμένη εβδομάδα.

Πρέπει να εργαστούμε πιο εντατικά, ώστε να το καταλάβουμε, αλλά είναι πραγματικά ενδιαφέρον».

Ακόμη και οι δίσκοι που πιθανότατα έχουν ήδη σχηματίσει όλους τους πλανήτες τους παραδίδουν τα μυστικά τους στο JWST.

Στο συνέδριο, οι αστρονόμοι παρουσίασαν νέες εικόνες του δίσκου γύρω από το Beta Pictoris, ένα αστέρι που βρίσκεται 19 parsec (μονάδα μέτρησης μήκους στην αστρονομία) από τη Γη.

Αυτές οι εικόνες, που δεν έχουν ακόμη δημοσιευθεί, έχουν αποκαλύψει ένα νήμα σκόνης που οι αστρονόμοι αποκαλούν «ουρά γάτας» που εκτείνεται έξω από τον δίσκο των συντριμμιών σε μια περίεργη γωνία.

Το χαρακτηριστικό είναι προφανές στις εικόνες, αλλά κανείς δεν το είχε εντοπίσει πριν επειδή δεν ήταν ορατό εκτός από την υπέρυθρη όραση του JWST, είπε ο Marshall Perrin, αστρονόμος στο Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου στη Βαλτιμόρη, στη διάσκεψη.

Η «ουρά της γάτας» του Beta Pictoris είναι πιθανώς ένα ρεύμα σκόνης και άλλων συντριμμιών που εκτοξεύτηκε από το δίσκο του αστεριού όταν μεγάλα βραχώδη κομμάτια έσπασαν το ένα το άλλο.

«Βλέπουμε τον απόηχο μιας τεράστιας σύγκρουσης στο δίσκο», είπε ο Perrin. Προηγούμενες παρατηρήσεις του JWST ενός δίσκου γύρω από το λαμπερό αστέρι Fomalhaut είχαν δείξει επίσης σύννεφα και ζώνες σκόνης να διαστέλλονται προς τα έξω, υποδηλώνοντας ότι θα μπορούσαν να συμβαίνουν πολλά περισσότερα στο σύστημα από ό,τι είχε υποψιαστεί .

«Το JWST αναδεικνύει τη δύναμη του», δήλωσε ο Grant και πρόσθεσε «όσα μελετάμε εδώ και χρόνια εξακολουθούν να μας εκπλήσσουν».