Csecsemő bolygók születését kapta lencsevégre a Webb teleszkóp

A James Webb űrteleszkóp ismét bebizonyította, miért nevezzük a világ jelenleg legfejlettebb csillagászati műszerének. A NASA, az ESA és a Kanadai Űrügynökség közös projektjeként üzemelő távcső most két gázóriást figyelt meg közvetlenül — ráadásul a bolygók a kialakulásuk különböző szakaszában járnak. A felfedezés nemcsak látványos, de fontos adalék a bolygórendszerek keletkezésének jobb megértéséhez is.

A két bolygó egy fiatal, Nap-szerű csillag körül kering, amelyet YSES-1 néven ismernek a kutatók. A rendszer a Tejútrendszerben, nagyjából 310 fényévnyire található tőlünk, a Musca (Légy) csillagkép irányában.

Az igazi szenzáció az, hogy a két óriásbolygó ugyanabban a rendszerben, mégis eltérő fejlődési állapotban van. Az egyik bolygó légköre porfelhőkkel teli, míg a másik egy por- és anyagkoronggal van körülvéve — mintha még mindig építené önmagát.

Mindkét gázóriás tömege jóval meghaladja saját Naprendszerünk legnagyobb bolygójáét, a Jupitert. Az egyik hozzávetőleg 14-szer nagyobb nála, a másik pedig 6-szor. Pályájuk is elképesztő: a belső bolygó 160-szor olyan messze kering a csillagtól, mint a Föld a Naptól, a külső pedig ennek duplájánál is távolabb.

16 millió éves „újszülött” csillag

A YSES-1 csillag korát mindössze 16 millió évre becsülik — galaktikus mércével mérve gyakorlatilag csecsemő, hiszen Napunk például 4,5 milliárd éves. Az ilyen fiatal rendszerek közvetlen megfigyelése ritka lehetőség, különösen úgy, hogy eddig az ismert 5900-nál is több exobolygóból kevesebb mint két százalékot sikerült közvetlenül lefényképezni.

A megfigyelt bolygók különbözősége azonban még a csillagászokat is meglepte. Elméletileg ezeknek a bolygóknak nagyjából egyszerre kellett volna kialakulniuk, hiszen a bolygóképződés a protoplanetáris korongban néhány millió év alatt lezajlik. Mégis, míg az egyik bolygót anyagkorong veszi körül, a másik már vastag, szilikátfelhőkkel teli atmoszférát alakított ki — és nincs körülötte anyagkorong.

Rejtélyek és új kérdések

Kielan Hoch, a felfedezést közlő tanulmány vezető szerzője és a Space Telescope Science Institute asztrofizikusa szerint a bolygók keletkezési helye és eltérő fejlődése is komoly kérdéseket vet fel. „Azt várnánk, hogy ha ugyanabban a protoplanetáris korongban alakultak ki, hasonló állapotban kellene lenniük” — mondta Hoch. „De miért van az, hogy az egyik még mindig anyagkorongot hordoz, a másik pedig már csak sűrű, poros légkörrel rendelkezik?”

Az is rejtélyes, hogyan kerültek ilyen távoli pályákra. Az eddigi modellek szerint a bolygók a csillaghoz közelebbi pályákon alakulnak ki, majd idővel vándorolnak. Itt viszont a megfigyelések szerint már a kezdetektől messze jártak a szülőcsillagtól.

Webb újradefiniálja az exobolygókutatást

A James Webb űrteleszkóp 2022-es indulása óta számos felfedezéssel járult hozzá a világegyetem korai időszakának feltérképezéséhez, de talán még nagyobb meglepetést okozott az exobolygók légkörének vizsgálatában. A Webb által alkalmazott közeli és közepes infravörös hullámhosszak lehetővé teszik, hogy a bolygók légkörének összetételét — például víz, metán, szén-monoxid és szén-dioxid jelenlétét — részletesen elemezzék.

Hoch szerint a Webb mérései olyan légköri folyamatokat és kémiai összetevőket tárnak fel, amelyeket a korábbi modellek még csak nem is sejtettek. „A Webb lényegében felforgatta a korábbi exobolygó légköri modelleket, és sorra hozza a meglepetéseket.”

Bolygók születése Naprendszerünkben

A felfedezés apropóján érdemes megemlíteni, hogy saját Naprendszerünk is hasonlóan indult. A mai elméletek szerint a Jupiter és a Szaturnusz is anyagkorongokkal rendelkeztek kialakulásuk korai szakaszában, és a mai pályájukra való „vándorlás” — amely megváltoztatta a Naprendszer belső és külső övének eloszlását is — döntő hatással volt a Föld és a többi bolygó fejlődésére.

A James Webb felfedezése így nemcsak távoli világok titkait fedi fel, hanem segít megérteni saját bolygórendszerünk múltját is. Az exobolygó-kutatás aranykorát éljük, és a Webb még csak most kezd igazán bemelegedni.