James Webb: Δύο βρεφικοί πλανήτες σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb παρατήρησε δύο μεγάλους πλανήτες σε διαφορετικά στάδια βρεφικής ηλικίας, ο ένας με ατμόσφαιρα γεμάτη σύννεφα σκόνης και ο άλλος περικυκλωμένος από ένα δίσκο υλικού, να περιφέρονται γύρω από ένα νεαρό άστρο που μοιάζει με ήλιο, σε μια ανακάλυψη που δείχνει την πολύπλοκη φύση του τρόπου ανάπτυξης των πλανητικών συστημάτων.

Οι δύο αέριοι γίγαντες 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.

Οι αστρονόμοι έχουν ανιχνεύσει 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 άστρο, 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 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 η αστροφυσικός Kielan Hoch του Space Telescope Science Institute στη Βαλτιμόρη, επικεφαλής 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 η 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 το σχηματισμό του δικού μας ηλιακού συστήματος σε ένα πλαίσιο», δήλωσε η Hoch.

Φωτογραφία: Καλλιτεχνική απεικόνιση του συστήματος YSES-1 που αποτελείται από το ηλιόμορφο άστρο στο κέντρο, το YSES-1b και τον σκονισμένο περιπλανητικό δίσκο του (δεξιά) και το YSES-1c με πυριτικά νέφη στην ατμόσφαιρά του (αριστερά)/scinews/Ellis Bogat.