Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) po raz kolejny przekracza granice tego, co możliwe w astronomii. Nowe obserwacje układu planetarnego oddalonego o ponad 300 lat świetlnych od Ziemi dostarczają najbardziej szczegółowych danych na temat atmosfer egzoplanet w historii. Dzięki nim naukowcy nie tylko zaglądają w głąb obcych światów, ale także odkrywają niespodziewane zjawiska pogodowe i chemiczne, które mogą zmienić nasze rozumienie formowania się planet.
Tym razem JWST skierował swoje zwierciadło na układ YSES-1, znajdujący się w odległości około 306 lat świetlnych od Ziemi. W centrum zainteresowania znalazły się dwie masywne egzoplanety: YSES-1b i YSES-1c, krążące wokół młodej gwiazdy. To jedne z pierwszych przypadków, w których udało się bezpośrednio zarejestrować szczegółowe widma termiczne aż dwóch planet w jednym układzie – osiągnięcie to było możliwe dzięki wykorzystaniu spektrografu NIRSpec, zdolnego do jednoczesnej analizy tysięcy długości fal światła.
Analiza widmowa wykazała obecność znanych z atmosfer planetarnych cząsteczek, takich jak para wodna, tlenek węgla, dwutlenek węgla i metan. Jednak to, co zaskoczyło badaczy najbardziej, to wyraźne różnice między atmosferami obu planet.
YSES-1c, sześciokrotnie masywniejsza od Jowisza, wykazuje obecność drobnych cząstek krzemianów w swojej górnej atmosferze. Te unoszące się wysoko chmury przypominają strukturą piasek i mogą zawierać niewielkie ilości żelaza. Ich detekcja świadczy o aktywnych procesach atmosferycznych i stanowi jedno z najbardziej szczegółowych wykryć zjawisk pogodowych na egzoplanecie.
Z kolei większa planeta – YSES-1b – której masa jest bliska 14 masom Jowisza, nie wykazuje podobnych cech atmosferycznych. Zamiast tego teleskop wykrył wokół niej dysk złożony z maleńkich ziaren oliwinu – minerału, który na Ziemi występuje w skałach wulkanicznych i tworzy kamień szlachetny znany jako peridot. Oliwin formuje się w bardzo wysokich temperaturach, co sugeruje, że pył mógł powstać w wyniku zjawisk o ekstremalnych energiach, takich jak kolizje.
To właśnie obecność tego dysku wokół YSES-1b rodzi najwięcej pytań. Układ YSES-1 ma szacunkowo zaledwie 16,7 miliona lat, a według dotychczasowych modeli pył tego rodzaju powinien opaść w ciągu 5 milionów lat. Tak więc jego obecność może świadczyć o niedawnej, potężnej kolizji między ciałami niebieskimi, którą JWST uchwycił niemal na gorąco.
Odkrycia te rzucają nowe światło na złożoność atmosfer planet olbrzymich oraz na procesy, jakie mogą zachodzić w młodych układach planetarnych. Obecność zarówno chmur piaskowych, jak i pyłu mineralnego w tym samym systemie sugeruje, że skład chemiczny, historia kolizji i dynamika orbitalna mogą się znacznie różnić nawet między sąsiednimi planetami.
Co ciekawe, projektem kierowali młodzi naukowcy z początkujących etapów kariery, w tym Kielan Hoch ze Space Telescope Science Institute, który zainicjował propozycję obserwacyjną jeszcze jako student studiów doktoranckich. Wówczas JWST nie był jeszcze wyniesiony na orbitę i nie był projektowany specjalnie z myślą o bezpośrednim obrazowaniu egzoplanet. Tym bardziej imponujące są obecne wyniki – dowodzą one, że nowe generacje teleskopów mają potencjał, by całkowicie zrewolucjonizować naszą wiedzę o światach pozasłonecznych.
Źródło: Nature