Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) впервые произвел измерения химического состава и физических характеристик возможного лунного диска, окружающего крупную экзопланету. Этот диск вращается вокруг планеты CT Cha b, которая находится на расстоянии примерно 625 световых лет от Земли. Такая среда вокруг планеты может быть будущим местом зарождения спутников, давая ученым важные данные о процессе формирования естественных спутников. Об этом 29 октября сообщил журнал Science Daily.
Звезда, вокруг которой движется CT Cha b, молодая — ей около 2 миллионов лет, и она продолжает поглощать вещество из окружающей среды. Однако наблюдения телескопа подтвердили, что меньший диск планеты существует отдельно от более крупного диска, питающего звезду. Планета и её звезда разделены огромным расстоянием — порядка 46 миллиардов миль, что указывает на существование двух независимых центров активности.
Ученые считают, что количество спутников обычно превышает количество планет, причем некоторые из спутников могут иметь условия, подходящие для жизни. Исследователи называют это открытие значительным шагом в понимании процессов формирования и эволюции таких космических объектов. Детальные наблюдения JWST позволяют сравнить молодую систему CT Cha b с начальной стадией развития нашей Солнечной системы, которая сформировалась более 4 миллиардов лет назад.
«Мы видим доказательства существования диска вокруг компаньона и впервые можем изучать его химический состав. Мы наблюдаем не только формирование луны, но и формирование этой планеты», — отметила соавтор исследования из Института Карнеги в Вашингтоне Сьерра Грант.
Ведущий автор исследования из Цюрихского университета и Национального центра компетенции по исследованию PlanetS Габриэль Куньо подчеркнул, что ученым удалось наблюдать накопление материала, из которого формируются планета и ее спутники.
Для изучения CT Cha b телескоп применил прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) вместе со спектрографом среднего разрешения. Первичный анализ архивных данных выявил молекулы в околопланетном диске. Так как слабое свечение планеты легко затмевается ярким светом звезды, исследователи использовали методы высококонтрастного изображения, чтобы отделить свет планеты от звездного.
Грант рассказала, что ученые наблюдали наличие молекул в районе планеты и приняли решение посвятить год их изучению, чтобы извлечь из данных важную информацию. В итоге команда выявила семь молекул, содержащих углерод, включая ацетилен и бензол. Такой значительный углеродный состав резко отличается от химии вокруг звезды, где присутствует вода, но нет углерода. Эти различия демонстрируют, насколько быстро химический состав таких сред может изменяться — всего за 2 миллиона лет.
Долгое время ученые предполагали, что четыре крупнейших спутника Юпитера — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — образовались из подобного диска, окружавшего молодую планету миллиарды лет назад. Подтверждением является согласование их орбит. Два самых отдаленных спутника, Ганимед и Каллисто, содержат примерно 50% водяного льда, при этом предположительно имеют каменистые ядра, богатые углеродом и кремнием.
«Мы хотим узнать больше о способах формирования спутников в нашей Солнечной системе. Для этого необходимо исследовать и другие системы, которые все еще находятся на стадии зарождения. Мы стремимся понять, как все происходит. Как формируются эти спутники? Из каких компонентов они состоят? Какие физические процессы протекают в них и с какой скоростью? Уэбб даёт нам возможность наблюдать процесс формирования спутников и впервые вести такие исследования с помощью наблюдений», — добавил Куньо.
Журнал Scientific American 28 октября написал об обнаружении на Луне фрагментов редкого метеорита, которые смогут помочь раскрыть тайны эволюции Солнечной системы. Анализ образцов подтвердил, что этот тип астероидов доставил на спутник значительное количество воды и других соединений.