Astronomowie mogli właśnie przesunąć górną granicę wielkości tego, co liczy się jako planeta, dzięki nowym spostrzeżeniom na temat powstawania gigantycznych światów.
Nowe obserwacje NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) sugerują, że nawet niezwykle masywny gazowi giganci – niegdyś uważane za zbyt duże, aby mogły uformować się jak zwykłe planety – mogą rosnąć w wyniku tego samego podstawowego procesu, zmieniając sposób, w jaki naukowcy odróżniają masywne planety od brązowych karłów.
Ustalenia pochodzą z dokładnego przyjrzenia się systemowi HR 8799, młodemu, gwiazda podobna do słońca około 133 lat świetlnych od Ziemi, w którym znajdują się cztery ogromne gazowe olbrzymy krążące daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Każdy świat ma masę od pięciu do dziesięciu razy większą od masy Jupiter — największej planety w naszym Układzie Słonecznym — umieszczając je w pobliżu niewyraźnej granicy między planetami a brązowymi karłami, które są obiektami podgwiazdowymi, które łączą w sobie deuter, a nie wodór jak gwiazdy, dzięki czemu zyskały przydomek „nieudanych gwiazd” – według oświadczenie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.
Aby przetestować to założenie, zespół badawczy wykorzystał potężne narzędzie JWST spektrografy w podczerwieni do analizy składu chemicznego atmosfer planet. Zamiast skupiać się na typowych gazach, takich jak para wodna czy tlenek węgla, naukowcy poszukiwali cząsteczek zawierających siarkę – pierwiastków, które zwykle zaczynają się jako stałe ziarna w młodym dysku protoplanetarnym, co sugeruje, że planeta powstała w wyniku akrecji jądra – jak wynika z oświadczenia.
Dane spektralne dostarczone przez JWST ujawniły obecność siarkowodoru w atmosferze HR 8799 okjednego z wewnętrznych gigantów układu, dostarczając mocnych dowodów na to, że planeta powstała w wyniku złożenia najpierw stałego jądra, a następnie szybkiej akrecji gazu. W przeciwnym razie ten chemiczny odcisk palca byłby trudny do wyjaśnienia, gdyby planeta powstała w wyniku szybkiego, przypominającego gwiazdę zapadnięcia się gazu. Zespół odkrył również, że planety były bardziej wzbogacone w ciężkie pierwiastki, takie jak węgiel i tlen, niż ich gwiazdy, co dodatkowo potwierdza, że uformowały się jako planety.
„Po wykryciu siarki jesteśmy w stanie wywnioskować, że HR 8799 planety prawdopodobnie uformował się w podobny sposób jak Jowisz, mimo że był od pięciu do dziesięciu razy masywniejszy, co było nieoczekiwane” – stwierdził w oświadczeniu Jean-Baptiste Ruffio, główny autor badania.
Dlatego badanie sugeruje, że akrecja jądra może działać skutecznie nawet przy ekstremalnych masach i odległościach, poszerzając znane ograniczenia procesu budowy planet. Jeśli odkrycie zostanie potwierdzone w innych układach, odkrycie może zmusić astronomów do ponownego przemyślenia, gdzie – i w jaki sposób – przebiega granica między planetami-olbrzymami a brązowe karły jest narysowany.
Ich ustalenia były opublikowany 9 lutego w czasopiśmie Nature Astronomy.
