Naukowcy z NASA dokonali „ekscytującego” odkrycia na temat obcych światów

NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted STScI

Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba, naukowcy z NASA mogli właśnie odkryć, w jaki sposób powstają planety. Odkrycia – zaprezentowanego w badaniu opublikowanym w „Astrophysical Journal Letters” – dokonano poprzez obserwację pary wodnej z dysków protoplanetarnych. To rotacyjny układ gazu i pyłu, który następuje po powstaniu nowej gwiazdy.

Teleskop ujawnił, że zimne kamyki z zewnętrznych obszarów dysków, przenoszone przez tarcie i gaz, dryfują w kierunku wnętrza nowo powstałej gwiazdy – podano w komunikacie prasowym NASA, szczegółowo opisującym odkrycia. Kiedy te lodowe kamyki dryfują w kierunku cieplejszego regionu – zwanego „linią śniegu” – uwalniana jest para wodna. Ten proces fizyczny stopniowo dostarcza wodę i ciała stałe do pobliskich planet. Istnieją już teorie na temat tego procesu, ale teleskop Webba po raz pierwszy faktycznie go udokumentował.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba to teleskop kosmiczny NASA, który prowadzi astronomię w podczerwieni. Został wystrzelony w 2021 roku i jest największym teleskopem optycznym w kosmosie.

„W przeszłości mieliśmy bardzo statyczny obraz powstawania planet, prawie tak, jakby istniały odizolowane strefy, z których powstają planety” – powiedziała w prasie uczestniczka projektu Colette Salyk z Vassar College w Poughkeepsie w stanie Nowy Jork. „Teraz mamy dowody na to, że te strefy mogą ze sobą oddziaływać. Przypuszcza się, że miało to również miejsce w naszym Układzie Słonecznym”.

„Webb w końcu odkrył związek pomiędzy parą wodną w dysku wewnętrznym a dryfem lodowych kamyków z dysku zewnętrznego” – dodał główny badacz Andrea Banzatti z Texas State University w San Marcos. „To odkrycie niesie ze sobą ekscytujące perspektywy badania formowania się planet skalistych za pomocą teleskopu Webba!”

Aby osiągnąć te odkrycia, astronomowie wykorzystali instrument średniej podczerwieni w teleskopie Webba do obserwacji czterech dysków – „dwóch kompaktowych i dwóch rozszerzonych” – które krążą wokół dwóch gwiazd. Gwiazdy te mają od 2 do 3 milionów lat, co w kontekście czasu kosmicznego jest bardzo młodym wiekiem.

Stwierdzono, że dyski kompaktowe uwalniają więcej wody niż dyski rozszerzone. Dzieje się tak dlatego, że znoszenie kamyków było bardziej wydajne. Według NASA te lodowe kamyki zostały przeniesione na odległość odpowiadającą orbicie Neptuna. Krótko mówiąc, dyski kompaktowe skuteczniej rozprowadzają pierwiastki niezbędne do powstania planet niż dyski rozszerzone.

Kiedy po raz pierwszy zarejestrowano odkrycia, astronomowie byli zdezorientowani. „Przez dwa miesiące tkwiliśmy w oparciu o wstępne wyniki, które mówiły nam, że na dyskach kompaktowych woda jest zimniejsza, a na rozszerzonych dyskach ogólnie jest cieplejsza” – powiedział Banzatti. „To nie miało sensu, ponieważ wybraliśmy parę gwiazd o bardzo podobnych temperaturach”.

Bliższa analiza danych ujawniła, dlaczego tak się stało. Dyski kompaktowe miały dodatkową ilość chłodnej wody wewnątrz linii śniegu. „Teraz w końcu jednoznacznie widzimy, że to zimniejszej wody jest nadmiar” – powiedział Banzatti. „Jest to bezprecedensowe i całkowicie spowodowane wyższą zdolnością rozdzielczą teleskopu Webba!” Zasadniczo to zimna woda skuteczniej przyczynia się do powstawania planet skalistych.