Το James Webb βρήκε ενδείξεις για το πως σχηματίζονται οι υπερμεγέθεις εξωπλανήτες

Εξωπλανήτης με μάζα περίπου 15 φορές μεγαλύτερη από του Δία και με περιεκτικότητα σε βαρέα στοιχεία 150 φορές υψηλότερη από της Γης εντοπίστηκε και μελετήθηκε από αστρονόμους, χάρη στο Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST). Ο πλανήτης 29 Cygni b, όπως ονομάζεται, φαίνεται να βρίσκεται στο όριο που διαχωρίζει τη δημιουργία πλανητών από εκείνη των άστρων.

Η ομάδα ερευνητών χρησιμοποίησε το JWST για να διερευνήσει τη σύνθεση και τα χαρακτηριστικά του 29 Cygni b, ενός αέριου γίγαντα που απέχει 133 έτη φωτός από τη Γη. Ο πλανήτης έχει περίπου 15 φορές τη μάζα του Δία και κινείται σε τροχιά γύρω από το μητρικό του άστρο σε απόσταση αντίστοιχη με εκείνη του Ουρανού στο Ηλιακό Σύστημα.

Αναθεώρηση θεωριών για τον σχηματισμό πλανητών

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι περισσότεροι πλανήτες σχηματίζονται με μια διαδικασία «από κάτω προς τα πάνω», κατά την οποία μικρά σώματα πάγου και βράχου ενώνονται σταδιακά. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν εξηγεί ικανοποιητικά τη δημιουργία τόσο ογκωδών πλανητών όσο ο 29 Cygni b.

Μέχρι σήμερα, οι πλανήτες τέτοιου μεγέθους θεωρούνταν προϊόντα μιας «άνω προς τα κάτω» διαδικασίας, δηλαδή της άμεσης κατάρρευσης πυκνών περιοχών αερίων και σκόνης στους πρωτοπλανητικούς δίσκους που περιβάλλουν νεαρά άστρα. Πρόκειται για τον ίδιο μηχανισμό με τον οποίο γεννιούνται και τα ίδια τα άστρα.

Τα δεδομένα του James Webb

Τα νέα δεδομένα από το JWST δείχνουν ότι μπορεί να υπάρχει ένας ενδιάμεσος μηχανισμός. Παρά τη μεγάλη του μάζα, η ευρεία τροχιά του 29 Cygni b υποδεικνύει ότι ίσως σχηματίστηκε με τον ίδιο τρόπο όπως οι μικρότεροι πλανήτες, μέσα από τη σταδιακή συγκόλληση υλικών.

Η ομάδα κατάφερε να απεικονίσει απευθείας τον πλανήτη χρησιμοποιώντας την κάμερα NIRCam του τηλεσκοπίου, στο πλαίσιο προγράμματος που μελετά τέσσερις εξωπλανήτες με μάζες από μία έως 15 φορές εκείνη του Δία. Οι πλανήτες αυτοί είναι σχετικά νέοι και θερμοί, γεγονός που επιτρέπει τη λεπτομερή ανάλυση της ατμόσφαιράς τους.

Ατμόσφαιρα πλούσια σε βαρέα στοιχεία

Οι ερευνητές εντόπισαν φάσματα απορρόφησης από διοξείδιο και μονοξείδιο του άνθρακα, τα οποία αποκάλυψαν εντυπωσιακή περιεκτικότητα σε βαρέα στοιχεία. Ο 29 Cygni b είναι περίπου 150 φορές πιο πλούσιος σε «μέταλλα» από τη Γη και εμφανίζει σημαντικά υψηλότερη μεταλλικότητα από το μητρικό του άστρο.

Αυτό δείχνει ότι, κατά τον σχηματισμό του, ο πλανήτης συγκέντρωσε μεγάλες ποσότητες εμπλουτισμένου υλικού από τον πρωτοπλανητικό του δίσκο. Επιπλέον, η τροχιά του φαίνεται να είναι ευθυγραμμισμένη με την περιστροφή του άστρου του, κάτι που ενισχύει την υπόθεση ότι δημιουργήθηκε εντός του δίσκου αυτού.

Προς νέα κατανόηση της γένεσης των πλανητών

Το πρόγραμμα παρατήρησης θα συνεχιστεί με τη μελέτη παρόμοιων εξωπλανητών, ώστε να διαπιστωθεί αν και άλλοι τεράστιοι κόσμοι σχηματίστηκαν με αντίστοιχο τρόπο. Τα ευρήματα αυτά ενδέχεται να οδηγήσουν τους επιστήμονες πιο κοντά στην απάντηση του πώς γεννήθηκαν οι πιο ογκώδεις πλανήτες του Γαλαξία — αν δηλαδή σχηματίστηκαν όπως τα άστρα ή όπως οι μικρότεροι πλανήτες.

Η σχετική έρευνα δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Astrophysical Journal Letters.