Księżyce są w kosmosie czymś znacznie powszechniejszym niż planety. W samym Układzie Słonecznym znamy ich już ponad 400, krążących wokół sześciu z ośmiu planet. Niektóre są małe i powstały w wyniku przechwycenia planetoid albo potężnych zderzeń. Jednak największe satelity, takie jak cztery księżyce galileuszowe Jowisza, najprawdopodobniej uformowały się miliardy lat temu z dysku pyłu i gazu otaczającego młodą planetę. Do tej pory jednak brakowało bezpośrednich dowodów obserwacyjnych na taki proces.
Przełom przyniósł Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który po raz pierwszy dostarczył bezpośrednich pomiarów chemii i struktury fizycznej dysku otaczającego masywną planetę pozasłoneczną. Obiekt nosi nazwę CT Cha b i znajduje się około 625 lat świetlnych od Ziemi. Odkryty dysk bogaty w związki węgla może być kosmicznym placem budowy przyszłych księżyców, choć same satelity nie zostały jeszcze zaobserwowane.
Dwie oddzielne historie formowania
Planeta CT Cha b krąży wokół młodej gwiazdy, która ma zaledwie dwa miliony lat i wciąż przyciąga materię z własnego dysku protoplanetarnego. Webb ujawnił jednak, że dysk wokół planety jest odrębną strukturą, niezwiązaną z tym wokół gwiazdy. Oddziela je dystans aż 74 miliardów kilometrów, co dowodzi, że procesy zachodzące przy planecie są autonomiczne.
Zrozumienie takich mechanizmów jest kluczowe dla astronomii. To właśnie w dyskach otaczających młode planety mogą powstawać satelity, a niektóre z nich — podobnie jak księżyce Jowisza czy Saturna — mogą charakteryzować się warunkami sprzyjającymi życiu. Odkrycie CT Cha b pozwala więc zajrzeć w przeszłość i porównać współczesne procesy z narodzinami Układu Słonecznego sprzed ponad czterech miliardów lat.
Jak udało się to zobaczyć?
Obserwacje przeprowadzono za pomocą instrumentu MIRI (Mid-Infrared Instrument), wyposażonego w spektrograf średniej rozdzielczości. Wyzwaniem było wydobycie słabego sygnału planety skrytego w blasku gwiazdy macierzystej. Astronomowie zastosowali techniki wysokiego kontrastu i przez wiele miesięcy analizowali dane.
Wysiłek się opłacił. W dysku wokół planety udało się wykryć aż siedem cząsteczek zawierających węgiel, m.in. acetylen (C₂H₂) i benzen (C₆H₆). Co ciekawe, chemia tego dysku różni się radykalnie od chemii dysku otaczającego gwiazdę. W tamtym badacze znaleźli wodę, ale nie wykryli węglowych związków organicznych. Tak silne różnice, widoczne już po zaledwie dwóch milionach lat ewolucji, pokazują, jak szybko i odmiennie mogą rozwijać się młode systemy planetarne.
Klucz do zrozumienia powstawania księżyców
Odkrycie w CT Cha b ma bezpośrednie odniesienie do teorii formowania się największych księżyców w Układzie Słonecznym. Galileuszowe satelity Jowisza orbitują w jednej płaszczyźnie, co sugeruje ich wspólne pochodzenie z dysku materii. Dwa z nich — Ganimedes i Kallisto — składają się w połowie z lodu wodnego, ale prawdopodobnie kryją w sobie skaliste jądra, być może bogate w węgiel i krzem. CT Cha b pozwala zobaczyć procesy, które miliardy lat temu dały początek tym światom.
Początek nowej ery obserwacji
Naukowcy podkreślają, że dzięki Webbowi po raz pierwszy możemy przyglądać się narodzinom księżyców wprost, a nie tylko na podstawie modeli teoretycznych. W najbliższym roku planują systematyczne badania kolejnych młodych planet z dyskami, aby lepiej poznać ich różnorodność chemiczną i fizyczną.
Ponieważ księżyce mogą być nawet liczniejsze niż same planety, a część z nich potencjalnie nadaje się do zamieszkania, pytanie o ich genezę nabiera wyjątkowego znaczenia. Webb właśnie otworzył drzwi do poszukiwania odpowiedzi.
Dodaj komentarz
Musisz się zalogować, aby móc dodać komentarz.