A JWST megoldotta az érthetetlen bolygók 20 éves rejtélyét

A Hubble még 20 éve fedezte fel az univerzum legrégebbi ismert bolygóját, amit azóta sem értettek, hogy kerülhetett oda.

A 2000-es évek elején a Hubble űrtávcső megfigyelte a valaha volt legrégebbi bolygót. Egy a Jupiternél 2,5-szer nagyobb objektumot, amely 13 milliárd évvel ezelőtt alakult ki a Tejútrendszerben, kevesebb mint egymilliárd évvel a világegyetem születése után. Hamarosan további öreg bolygók felfedezése következett, írja a Hubble Site.

Ez zavarba ejtette a tudósokat, mivel a korai világegyetem csillagainak főleg könnyű elemekből, például hidrogénből és héliumból kellett volna állniuk, és szinte egyáltalán nem voltak nehéz elemek – például szén és vas -, amelyekből a bolygók felépülnek.

A csillagászok úgy vélték, hogy az ezeket a könnyű elemeket tartalmazó csillagokat körülvevő por- és gázkorongokat a csillag saját sugárzásának kellett volna szétfújnia, ami néhány millió év alatt szétoszlatta volna a korongot, és nem hagyott volna hátra semmit, amiből bolygót lehetett volna létrehozni. A csillag körüli hosszú élettartamú bolygókorong kialakításához szükséges nehéz elemek (ezen modell szerint) nem álltak rendelkezésre, amíg a későbbi szupernóva-robbanások nem hozták létre őket.

A JWST megfejtette a bolygók rejtélyét

Most azonban a JWST alaposan megvizsgálta e régi csillagok egy modernkori helyettesítőjét, és megállapította, hogy a Hubble nem tévedett. A The Astrophysical Journal című folyóiratban december 16-án megjelent új kutatásban a kutatók megállapították, hogy amikor kevés a nehéz, fémes elem, a bolygókorongok sokkal tovább fennmaradhatnak, mint korábban hitték.

„Azt látjuk, hogy ezeket a csillagokat valóban korongok veszik körül, és még viszonylag idős, 20 vagy 30 millió éves korukban is anyagot nyelnek el” – mondta a tanulmány vezető szerzője, Guido De Marchi, a hollandiai Noordwijkban található Európai Űrkutatási és Technológiai Központ csillagásza közleményében a NASA honlapján. „Ez azt is jelenti, hogy a bolygóknak több idejük van kialakulni és növekedni ezek körül a csillagok körül, mint a saját galaxisunk közeli csillagkeletkezési régióiban.”

A JWST megfigyelte az NGC 346 nevű csillagkeletkezési halmazban lévő csillagok színképét (a fény különböző hullámhosszainak mérése). Ebben a halmazban a körülmények hasonlóak a korai univerzumban uralkodó körülményekhez: sok könnyű elem, például hidrogén és hélium található benne, míg a fémes és más nehezebb elemekből viszonylag kevés. A halmaz a Kis Magellán-felhőben, a Földtől 199 000 fényévre lévő galaxisban található.

Az ezekről a csillagokról és környezetükről érkező fény és elektromágneses hullámok kimutatták, hogy hosszú életű bolygókorongoknak adnak otthont.

Marchi és kollégái szerint ez kétféleképpen működhet

Az első az, hogy a könnyű elemekből álló csillagok nem sok radioaktív bomlásnak induló elemnek adnak otthont – ezek a radioaktív elemek mind nehezebbek. Ez a sugárzáshiány azt jelenti, hogy a csillagnak kevesebb ereje van arra, hogy eltolja a bolygókorongot, így az sokkal tovább megmaradhat, mint egy nehezebb elemeket tartalmazó csillag körüli korong.

Egy másik lehetőség, hogy egy csak könnyű elemekből keletkezett csillagnak egy nagyon nagy por- és gázfelhőből kell kialakulnia. Ez a porfelhő szintén egy hatalmas korongot hagyna hátra az újonnan született csillag körül, és ez a hatalmas korong nagyon sokáig tarthat, amíg elfújódik, még akkor is, ha a könnyű elemű csillagok ugyanannyi sugárzást bocsátanak ki, mint a nehezebb elemű csillagok.

„Ez hatással van a bolygók kialakulásának módjára, és arra, hogy milyen típusú rendszerarchitektúra alakulhat ki ezekben a különböző környezetekben” – mondta a közleményben Elena Sabbi, a tanulmány társszerzője, a Nemzeti Tudományos Alapítvány tucsoni NOIRLabjának Gemini Obszervatóriumának vezető tudósa. „Ez nagyon izgalmas.”

Ez is érdekelhet:

• Láttál már meteorbecsapódást a Holdon?
• A Webb fordulatos története arról, hogy majdnem el sem indult