Δύο μεγάλους πλανήτες σε διαφορετικά στάδια βρεφικής ηλικίας – ο ένας με ατμόσφαιρα γεμάτη σύννεφα σκόνης και ο άλλος περικυκλωμένος από συμπυκνωμένα υλικά - να περιφέρονται γύρω από ένα νεαρό άστρο που μοιάζει με ήλιο παρατήρησε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Αυτή η νέα ανακάλυψη, δείχνει την πολύπλοκη φύση του τρόπου ανάπτυξης των πλανητικών συστημάτων.
Σύμφωνα με το Reuters, οι δύο πλανήτες, και οι δύο με μεγαλύτερη μάζα από τον μεγαλύτερο πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος, τον Δία, απεικονίστηκαν απευθείας από τον Webb σε ένα πλανητικό σύστημα που βρίσκεται στον Γαλαξία μας σε απόσταση περίπου 310 ετών φωτός από τη Γη, προς την κατεύθυνση του αστερισμού Musca. Ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε ένα έτος, 5,9 τρισεκατομμύρια μίλια (9,5 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα).
Σημειωτέον ότι οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει περισσότερους από 5.900 πλανήτες πέρα από το ηλιακό μας σύστημα – που ονομάζονται εξωπλανήτες – από τη δεκαετία του 1990, με λιγότερο από το 2% αυτών να έχουν απεικονιστεί άμεσα όπως αυτοί οι δύο. Είναι σπάνιο να βρεθούν εξωπλανήτες στα πρώτα στάδια ανάπτυξής τους.
Η γέννηση ενός πλανητικού συστήματος ξεκινά με ένα μεγάλο νέφος αερίου και σκόνης – που ονομάζεται μοριακό νέφος – το οποίο καταρρέει υπό τη δική του βαρύτητα για να σχηματίσει ένα κεντρικό αστέρι. Το εναπομείναν υλικό που περιστρέφεται γύρω από το αστέρι σε αυτό που ονομάζεται πρωτοπλανητικός δίσκος σχηματίζει πλανήτες.
Αυτό το πλανητικό σύστημα παρατηρήθηκε από τον Webb πολύ νωρίς στην ιστορία ανάπτυξής του. Το αστέρι, που ονομάστηκε YSES-1, έχει περίπου την ίδια μάζα με τον ήλιο. Οι δύο πλανήτες περιφέρονται σε μεγάλη απόσταση από το αστέρι, ο καθένας από τους οποίους πιθανώς χρειάζεται χιλιάδες χρόνια για να ολοκληρώσει μια μοναδική τροχιά.
Ενώ ο ήλιος είναι περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων ετών, αυτό το άστρο είναι περίπου 16 εκατομμυρίων ετών, ένα πραγματικό νεογέννητο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν με έκπληξη ότι οι δύο νεογέννητοι πλανήτες που παρατηρήθηκαν από τον Webb φαίνεται να βρίσκονται σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης.
Ο εσωτερικότερος από τους δύο έχει μάζα περίπου 14 φορές μεγαλύτερη από τον Δία και περιστρέφεται γύρω από το άστρο σε απόσταση 160 φορές μεγαλύτερη από αυτή που η Γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο και πάνω από πέντε φορές μακρύτερη από τον εξωτερικό πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος, τον Ποσειδώνα.
Ο πλανήτης περιβάλλεται από έναν δίσκο μικροκοκκώδους σκόνης, μια κατάσταση που θα περίμενε κανείς σε ένα πολύ πρώιμο στάδιο σχηματισμού του, όταν ακόμα συνενώνεται, ή ίσως αν έχει υπάρξει κάποιου είδους σύγκρουση ή αν ένα φεγγάρι βρίσκεται στη διαδικασία διαμόρφωσης. Ο Webb εντόπισε νερό και μονοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρά του.
Ο εξώτατος πλανήτης έχει μάζα περίπου έξι φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Δία και περιστρέφεται γύρω από το άστρο σε απόσταση 320 φορές μεγαλύτερη από εκείνη της Γης από τον ήλιο. Η ατμόσφαιρά του είναι φορτωμένη με πυριτικά νέφη, που διαφέρουν από τους αέριους γίγαντες του ηλιακού μας συστήματος. Ο Webb εντόπισε επίσης μεθάνιο, νερό, μονοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρά του. Δεν έχει δίσκο υλικού γύρω του.
Ο αινιγματικός συνδυασμός των χαρακτηριστικών που παρουσιάζουν αυτοί οι δύο πλανήτες στο ίδιο σύστημα απεικονίζει «το πολύπλοκο τοπίο που είναι ο σχηματισμός των πλανητών και δείχνει πόσα πραγματικά δεν γνωρίζουμε για το πώς δημιουργήθηκαν τα πλανητικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας», δήλωσε ο αστροφυσικός Kielan Hoch του Space Telescope Science Institute στη Βαλτιμόρη, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Nature.
«Θεωρητικά, οι πλανήτες θα έπρεπε να σχηματίζονται περίπου την ίδια στιγμή, καθώς ο σχηματισμός των πλανητών συμβαίνει αρκετά γρήγορα, μέσα σε περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια», δήλωσε ο Hoch.
Ένα πραγματικό μυστήριο είναι η τοποθεσία όπου σχηματίστηκαν οι πλανήτες, πρόσθεσε ο Hoch, σημειώνοντας ότι η τροχιακή τους απόσταση από το άστρο-ξενιστή είναι μεγαλύτερη από ό,τι θα αναμενόταν αν σχηματίζονταν στον πρωτοπλανητικό δίσκο.
«Επιπλέον, το γιατί ο ένας πλανήτης εξακολουθεί να διατηρεί υλικό γύρω του και ο άλλος έχει διακριτά πυριτικά νέφη παραμένει ένα μεγάλο ερώτημα. Περιμένουμε όλοι οι γιγάντιοι πλανήτες να σχηματίζονται με τον ίδιο τρόπο και να μοιάζουν το ίδιο αν σχηματίστηκαν στο ίδιο περιβάλλον; Αυτά είναι ερωτήματα που διερευνούμε εδώ και αιώνες για να τοποθετήσουμε τον σχηματισμό του δικού μας ηλιακού συστήματος σε ένα πλαίσιο», δήλωσε ο Hoch.
Εκτός από το ότι συγκέντρωσε ένα σωρό ανακαλύψεις για το πρώιμο σύμπαν από τότε που τέθηκε σε λειτουργία το 2022, ο Webb έχει συμβάλει σημαντικά στη μελέτη των εξωπλανητών με τις παρατηρήσεις του σε κοντινά και μεσαία υπέρυθρα μήκη κύματος.
«Ο Webb αποκαλύπτει όλα τα είδη ατμοσφαιρικής φυσικής και χημείας που συμβαίνουν στους εξωπλανήτες, τα οποία δεν γνωρίζαμε πριν, και επί του παρόντος αμφισβητεί κάθε ατμοσφαιρικό μοντέλο που χρησιμοποιούσαμε πριν από τον Webb», δήλωσε ο Hoch.
