Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb κατέγραψε άμεσα έναν δακτυλιώδη δίσκο από σκόνη και αέριο γύρω από τον εξωπλανήτη CT Cha b, ανοίγοντας νέες προοπτικές για την κατανόηση του σχηματισμού δορυφόρων. άμεση ανίχνευση αυτού του προπλανητικού περιβάλλοντος επιτρέπει στους επιστήμονες να παρατηρήσουν πρώτη φορά λεπτομέρειες που μέχρι τώρα βασίζονταν σε θεωρητικά μοντέλα και αποδείξεις από το δικό μας Ηλιακό Σύστημα.
Τι απέδειξαν οι παρατηρήσεις
Οι παρατηρήσεις εντοπίζουν τον δίσκο σε απόσταση περίπου 625 ετών φωτός στην αστερισμό του Χαμαιλέοντα, γύρω από τον νεαρό εξωπλανήτη CT Cha b. James Webb κατέγραψε το αντικείμενο με επαναληπτικές μετρήσεις που απομονώνουν το φως του πλανήτη από τη λάμψη της μητρικής του αστέρας, επιβεβαιώνοντας την παρουσία ενός ξεχωριστού δίσκου.
Το συγκεκριμένο σύστημα θεωρείται εξαιρετικά νεαρό, με την κεντρική αστέρα να μετρά μόλις λίγα εκατομμύρια χρόνια ζωής, και το δακτυλιώδες υλικό γύρω από τον πλανήτη φαίνεται να αναπτύσσεται ανεξάρτητα από το δίσκο που τροφοδοτεί την ίδια την αστέρα. Η απόσταση ανάμεσα στις δύο δομές φτάνει περίπου 74 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, στοιχείο που υποδηλώνει χωριστή εξέλιξη.
Η χημεία του δίσκου
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τη Sierra Grant και τον Gabriele Cugno, χρησιμοποίησαν το MIRI όργανο του τηλεσκοπίου για ανάλυση στο μέσο υπέρυθρο φάσμα. Το όργανο επέτρεψε την ταυτοποίηση χαρακτηριστικών απορρόφησης που αντιστοιχούν σε μια σειρά οργανικών και αεριων ενώσεων.
Στην ανάλυση αναφέρονται τουλάχιστον επτά μόρια πλούσια σε άνθρακα: διακυτταίνιο (C4H2), HCN (υδρίδιο κυανιδίου), προπιν (C3H4), ακετυλένιο (C2H2), αιθάνιο (C2H6), διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και βενζόλιο (C6H6). Αυτή η σύσταση διαφέρει σαφώς από τον δίσκο της μητρικής αστέρας, όπου κυριαρχούν ενώσεις υγρασίας και λείπει εμφανώς ο άνθρακας.
Η αντίθεση στις χημικές ιδιότητες ανάμεσα στους δύο δίσκους υποδεικνύει ότι η χημική εξέλιξη σε νεαρά συστήματα μπορεί να συμβαίνει πολύ γρήγορα — μέσα σε λίγα εκατομμύρια χρόνια — και ότι διαφορετικά περιβάλλοντα εντός του ίδιου αστρικού συστήματος μπορούν να έχουν ξεχωριστές πορείες.
Πολιτική σημασία για τον σχηματισμό δορυφόρων
Η ύπαρξη ενός δίσκου πλούσιου σε άνθρακα γύρω από έναν γιγάντιο πλανήτη συμφωνεί με υποθέσεις που θέλουν τις μεγάλες σελήνες του Δία να προήλθαν από ανάλογα πρωτοπλανητικά δίσκα. Αυτά τα πρωτοπλανητικά περιβάλλοντα παρέχουν τα υλικά για τον σχηματισμό στερεών πυρήνων και ατμοσφαιρών που αργότερα μπορεί να εξελιχθούν σε δορυφόρους με σύνθετη σύσταση.
Προτεινόμενο Η εβδομάδα που κλονίζει τη Γαλλία
Η παρατήρηση ρίχνει φως στη διαδικασία με τρόπο που προηγουμένως ήταν θεωρητικός: μπορούμε τώρα να συγκρίνουμε τη δυναμική και τη χημεία του CT Cha b με πιο πρώιμες φάσεις του δικού μας ηλιακού σχηματισμού και να εξετάσουμε τις παραμέτρους που καθορίζουν τη σύνθεση τελικών δορυφόρων.
Η εξέλιξη αυτή είναι κρίσιμη για την εκτίμηση του πλήθους και της ποικιλίας των φεγγαριών στη Γαλαξία.
Επιπτώσεις για την αναζήτηση ζωής
Εφόσον οι σελήνες αναμένεται να είναι πολύ πιο πολυάριθμες από τους πλανήτες, η ύπαρξη υδάτινων υπόγειων ωκεανών ή άλλων κατοικήσιμων συνθηκών σε φεγγάρια παγκοσμίως γίνεται ένα κρίσιμο ζήτημα για την αστροβιολογία. Τα μόρια που εντοπίστηκαν στο δίσκο αποτελούν τα δομικά υλικά για πετρώματα και ατμόσφαιρες, παράγοντες που επηρεάζουν την πιθανή κατοικήσιμη φύση ενός δορυφόρου.
Η παρατήρηση αυτή προσθέτει ένα στοιχείο στην εκτίμηση του πόσα «κατάλληλα» σώματα μπορεί να υπάρχουν στην τροχιά άλλων πλανητών, επηρεάζοντας τις στρατηγικές παρατηρήσεων των διαστημικών οργανισμών που μελετούν υποψήφιους κατοικήσιμους κόσμους.
Τι θα ακολουθήσει στις παρατηρήσεις
Η ομάδα σκοπεύει να επεκτείνει τις παρατηρήσεις σε περισσότερα νεαρά συστήματα για να δημιουργήσει έναν συγκριτικό χάρτη των δίσκων και των χημικών τους ιδιοτήτων. Η συνέχιση αυτών των μελετών θα επιτρέψει την καλύτερη ταξινόμηση των παραγόντων που καθορίζουν την τελική σύνθεση των δορυφόρων και των πλανητικών ατμοσφαιρών.
Η χρήση του MIRI όργανο και άλλων οργάνων του Webb σε συνδυασμό με επίγεια τηλεσκόπια θα ενισχύσει την ικανότητα ανάλυσης της χημική σύσταση δίσκου και της δυναμικής των συστημάτων. Παράλληλα, σύγκριση με παρατηρήσεις σε νεαρά αστρικά συστήματα θα δώσει ευρύτερο πλαίσιο για την ποικιλία των εξελίξεων.
Αυτό το επεισόδιο παρατήρησης σηματοδοτεί μια μεταβολή στον τρόπο που η αστρονομία μελετά τον σχηματισμό φεγγαριών: αντί για αποτυπώματα αρχαίων διαδικασιών, έχουμε πλέον δεδομένα για τις πρώιμες φάσεις σχηματισμού σε πραγματικό χρόνο, γεγονός που αλλάζει το πεδίο των δυνατών συγκρίσεων και ερμηνειών.
