Webbův teleskop přímo zobrazil několik obřích exoplanet u dvou mladých hvězd

Astronomové pomocí kamery NIRCam (Near-Infrared Camera) na palubě vesmírného dalekohledu James Webb Space Telescope (JWST) pořídili koronografické snímky planetárních systémů HR 8799 a 51 Eridani. Tato pozorování odhalila čtyři známé plynné planety obíhající kolem hvězdy HR 8799 a jednu planetu v soustavě 51 Eridani. Odhalila také, že všechny planety HR 8799 jsou bohaté na oxid uhličitý.

HR 8799 je 30 milionů let stará hvězda, která se nachází přibližně 129 světelných let od nás v souhvězdí Pegasa. Je hostitelem masivního protoplanetárního disku a čtyř superjupiterů: HR 8799 b, HR 8799 c, HR 8799 d a HR 8799 e. Na rozdíl od většiny objevů exoplanet, které jsou odvozeny z analýzy nepřímých dat, jsou tyto planety přímo viditelné pozemními dalekohledy.

„Tím, že jsme zaznamenali výrazné stopy oxidu uhličitého, jsme ukázali, že v atmosférách těchto planet je značný podíl těžších prvků, jako je uhlík, kyslík a železo,“ řekl astronom William Balmer z Univerzity Johna Hopkinse. „Vzhledem k tomu, co víme o hvězdě, kolem které obíhají, to pravděpodobně naznačuje, že vznikly akrecí jádra, což je u planet, které můžeme přímo pozorovat, vzrušující závěr.“

Planety obíhající kolem hvězdy HR 8799, které jsou ještě horké po svém bouřlivém vzniku, vyzařují velké množství infračerveného světla, které vědcům poskytuje cenné údaje o tom, jak se zformovaly.

Obří planety mohou vznikat dvěma způsoby: pomalým vytvářením pevných jader s těžšími prvky, které přitahují plyn z okolí, podobně jako obři v naší Sluneční soustavě, nebo když se částice plynu rychle spojí do masivních objektů z chladnoucího disku mladé hvězdy, který je tvořen převážně stejným druhem materiálu jako hvězda. První proces je označován jako akrece jádra a druhý jako nestabilita disku.

Znalost toho, který model vzniku je běžnější, může vědcům pomoci rozlišit typy planet, které najdou v jiných soustavách. „Naší nadějí při tomto druhu výzkumu je pochopení naší vlastní Sluneční soustavy, života a nás samotných ve srovnání s jinými planetárními systémy, abychom mohli dát naši existenci do souvislostí,“ řekl William Balmer. „Chceme pořídit snímky jiných planetárních soustav a zjistit, jak jsou podobné nebo odlišné ve srovnání s naší. Odtud se můžeme pokusit získat představu o tom, jak zvláštní je naše Sluneční soustava – nebo jak normální.“

51 Eridani se nachází přibližně 97 světelných let od Země v souhvězdí Eridanu. Hvězda, známá také jako 51 Eri, c Eridani nebo HD 29391, je stará pouhých 20 milionů let, což je podle astronomických měřítek ještě dítě. Hostí jednu masivní planetu, 51 Eridani b, která obíhá kolem hvězdy ve vzdálenosti přibližně 13 AU (astronomických jednotek) – což odpovídá vzdálenosti mezi Saturnem a Uranem ve Sluneční soustavě.

Snímky HR 8799 a 51 Eridani umožnil Webbův koronograf NIRCam, který blokuje světlo jasných hvězd a odhaluje jinak skryté světy. Tato technologie umožnila astronomům hledat infračervené světlo vyzařované planetami na vlnových délkách, které jsou absorbovány specifickými plyny. Zjistili, že čtyři planety HR 8799 obsahují více těžkých prvků, než se dosud předpokládalo.

„Máme další důkazy, které naznačují, že tyto čtyři planety u hvězdy HR 8799 vznikly tímto přístupem zdola nahoru,“ řekl Laurent Pueyo, astronom ze Space Telescope Science Institute. „Jak častý je tento jev u planet, které můžeme přímo zobrazit? To zatím nevíme, ale navrhujeme další pozorování Webbovým teleskopem, abychom na tuto otázku odpověděli.“

„Věděli jsme, že Webbův teleskop může měřit barvy vnějších planet v přímo zobrazených systémech,“ dodal Rémi Soummer, rovněž ze Space Telescope Science Institute. „Čekali jsme deset let, abychom potvrdili, že naše precizně vyladěné operace dalekohledu nám umožní přístup i k vnitřním planetám. Nyní máme výsledky a můžeme s ním dělat zajímavou vědu.“

Výsledky pozorování byly zveřejněny v časopise Astronomical Journal.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/webb-images-hr-8799-51-eridani-exoplanets-13754.html

autor: František Martinek