JWST odkrywa CO₂ na egzoplanetach
Najnowsze obserwacje Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) przyniosły przełom w badaniach egzoplanet. Po raz pierwszy w historii naukowcy wykryli obecność dwutlenku węgla (CO₂) w atmosferach wszystkich czterech znanych planet pozasłonecznych krążących wokół gwiazdy HR 8799. To niezwykłe osiągnięcie nie tylko potwierdza zdolności Webba do precyzyjnych analiz chemicznych, ale także wnosi nowe informacje na temat formowania się układów planetarnych.
HR 8799 – egzotyczny układ planetarny
HR 8799 to jasna, młoda gwiazda znajdująca się około 129 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Pegaza. To właśnie wokół niej krążą cztery masywne planety gazowe, każda kilka razy większa od Jowisza. Co istotne – HR 8799 był pierwszym układem wieloplanetarnym, który udało się bezpośrednio sfotografować.
Planety HR 8799 b, c, d i e znajdują się w znacznych odległościach od swojej gwiazdy – od około 15 do 70 jednostek astronomicznych (AU), co czyni je doskonałymi kandydatami do szczegółowych obserwacji spektroskopowych.
Dwutlenek węgla na wszystkich czterech planetach
Dzięki instrumentowi NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), Webb umożliwił bezpośrednie wykrycie sygnatur dwutlenku węgla w atmosferach wszystkich czterech planet HR 8799. To pierwsze takie zbiorcze wykrycie CO₂ poza Układem Słonecznym, co stanowi ogromny krok naprzód w dziedzinie astrobiologii i nauki o planetach pozasłonecznych.
Zawartość dwutlenku węgla dostarcza kluczowych informacji na temat warunków atmosferycznych oraz procesów chemicznych zachodzących w tych odległych światach.
Co nam mówi CO₂ o pochodzeniu planet?
Obecność dwutlenku węgla może wskazywać na to, że planety te powstały w procesie tzw. akrecji jądra, czyli najczęściej przyjmowanego modelu formowania planet gazowych – podobnie jak Jowisz i Saturn. Model ten zakłada powolne gromadzenie się materiału skalnego, który następnie przyciąga ogromne ilości gazu z dysku protoplanetarnego.
Analiza proporcji pierwiastków takich jak węgiel i tlen, zawartych w cząsteczkach CO₂, może też zdradzić, gdzie dokładnie w dysku protoplanetarnym doszło do uformowania się danej planety.
Czy na księżycach HR 8799 może istnieć życie?
Choć same planety HR 8799 to gazowe olbrzymy, które nie są zdolne do podtrzymywania życia w znanej nam formie, ich potencjalne księżyce – jeśli istnieją – mogą mieć warunki bardziej sprzyjające. Przykładem analogicznym z naszego Układu Słonecznego może być Europa lub Enceladus.
Wykrycie aktywności atmosferycznej, takiej jak obecność CO₂, może sugerować obecność dynamicznych procesów, które – w przypadku odpowiednich warunków – mogłyby wspierać rozwój życia na ewentualnych egzoksiężycach.
Rola Teleskopu Webba ( JWST ) w przyszłości
JWST dopiero rozpoczyna swoje badania nad atmosferami egzoplanet. W nadchodzących latach planowane są obserwacje nie tylko innych gazowych olbrzymów, ale także planet typu ziemskiego w tzw. strefach życia. Oprócz dwutlenku węgla, teleskop ma możliwości wykrywania wody, metanu, amoniaku czy ozonu – czyli składników, które mogą wskazywać na potencjalną obecność życia.
Odkrycia takie jak to z systemu HR 8799 pokazują, że JWST jest nieocenionym narzędziem w naszej kosmicznej eksploracji.
Źródło: Johns Hopkins University/ NASA, fot. NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI)
