Astronomi su pomoću JWST‑a i instrumenta NIRSpec analizirali atmosfere tri unutrašnje planete sistema HR 8799 (≈130 sv. god.). U atmosferama HR 8799 c i d detektovan je vodonik‑sulfid (H2S), a sve unutrašnje planete pokazuju uniformno obogaćenje teškim elementima (C, O, S). To ukazuje da su planete akumulirale velike količine čvrstog materijala tokom formiranja, što podržava model akrecije jezgra, ali postavlja pitanje kako je taj proces bio tako efikasan na velikim udaljenostima. Autori pozivaju na proučavanje dodatnih sistema kako bi se razjasnila ova zagonetka.
JWST Otkriva Sumpor u Atmosferama Super‑Jupitera — Nastanak Velikih Planeta Postavlja Nova Pitanja
Discovery of Colossal 'Super-Jupiters' Puzzles Scientists
Jupiter je gospodar našeg Sunčevog sistema, ali u drugim zvezdanim sistemima postoje još veći planeti koji kruže mnogo dalje od svoje zvezde — na mestima gde klasične teorije formiranja teško mogu da ih objasne. Novi podaci sa teleskopa James Webb (JWST) donose uvid u nastanak takvih „super‑Jupitera“ i postavljaju nova pitanja o tome kako su nastali.
An illustration of core accretion, with solid cores growing in a protoplanetary disk by pulling in rocky and icy pebbles until they're massive enough to attract the gas surrounding young stars. (Jean-Baptiste Ruffio/UCSD)
Šta su istraživači uradili?
Astronomi su iskoristili podatke instrumenta NIRSpec na JWST‑u da analiziraju atmosferske spektre tri unutrašnje planete sistema HR 8799, udaljenog oko 130 svetlosnih godina. Planete u tom sistemu imaju mase od približno 5 do 10 puta veću od Jupitera i orbitiraju na udaljenostima od oko 15 do 70 astronomskih jedinica (AU).
An artist's impression of a protoplanetary disk. (ESO/L. Calçada)
Glavni rezultati
Istraživači su detektovali prisustvo vodonik‑sulfida (H2S) u atmosferama HR 8799 c i d, a atmosferski modeli ukazuju na slično obogaćenje sumporom i kod ostalih unutrašnjih planeta. Pored sumpora, planete pokazuju uniformno veće koncentracije teških elemenata poput ugljenika i kiseonika u poređenju sa svojom zvezdom.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
"Zahvaljujući osetljivosti JWST‑a, možemo najdetaljnije do sada proučavati atmosfere ovih planeta i dobiti tragove o njihovim putevima formiranja," rekao je koautor Jean‑Baptiste Ruffio (UC San Diego).
Zašto je otkriće važno?
Sumpor u obliku H2S se u protoplanetarnim diskovima uglavnom veže u čvrste čestice (refraktorne faze). Njegova detekcija u atmosferskim slojevima planeta predstavlja jak argument da su ove planete tokom formiranja akumulirale velike količine čvrstog materijala — što je karakteristično za akreciju jezgra, model formiranja koji se smatra odgovornim za Jupiter i Saturn.
Međutim, to je paradoksalno: kako su, onda, ovako masivni planeti nastali toliko daleko od svoje zvezde ako se akrecija jezgra očekivano usporava pri velikim rastojanjima? Neki naučnici stoga predlažu alternativu — formiranje putem gravitacione nestabilnosti (slično smeđim patuljcima) — ali rezultati detekcije sumpora naginju ka scenariju u kojem je akrecija čvrstih čestica odigrala ključnu ulogu.
"Ovo je zagonetka. Efikasnost formiranja koja se ovde nazire teško se uklapa sa klasičnim modelima," rekao je Michael Meyer (University of Michigan).
Zaključci i naredni koraci
Studija, objavljena u Nature Astronomy, pokazuje da su atmosferski sastav i obogaćenje teškim elementima moćan alat za rasvetljavanje puteva formiranja velikih egzoplaneta. Ipak, autorima je jasno da je potrebno proučiti više sistema kako bi se razjasnile mehanike koje omogućavaju nastanak tako masivnih planeta na velikim udaljenostima od zvezde.
Relevanca: Otkriće je važno za razumevanje opšteg procesa nastanka planeta i ima međunarodnu naučnu težinu — zato je relevantno za čitaoce i u Srbiji koji prate novosti iz astronomije i svemirskih teleskopa.
Pomozite nam da budemo bolji.
