Telescopul spațial James Webb (JWST) tocmai a surprins imagini directe ale a patru exoplanete gigantice situate la aproximativ 130 de ani lumină de Pământ, în sistemul HR 8799, precum și o altă exoplanetă, 51 Eridani b. Printre aceste observații, oamenii de știință au detectat pentru prima dată dioxid de carbon (CO₂) în atmosfera unei exoplanete, un progres major care ne ajută să înțelegem mai bine formarea lumilor îndepărtate. Aceste rezultate, publicate în The Astrophysical Journal, ne-ar putea transforma viziunea asupra formării planetelor gigantice și a evoluției lor.
Descoperit în 2008, sistemul HR 8799 este unul dintre puținele în care astronomii pot observa direct exoplanete, ceea ce îl face un subiect privilegiat de studiu. Situat la 130 de ani lumină distanță, este format din patru planete gigantice, fiecare de câteva ori mai masivă decât Jupiter, care orbitează în jurul stelelor lor la distanțe considerabile. Interesul științific al lui HR 8799 constă în special în vârsta sa tânără: are doar aproximativ 30 de milioane de ani, comparativ cu 4,6 miliarde de ani pentru propriul nostru sistem solar. În această etapă a evoluției lor, aceste planete păstrează încă emisii termice puternice, un vestigiu al formării lor recente. Acest lucru permite instrumentelor precum telescopul spațial James Webb (JWST) să-și examineze atmosfera cu o precizie fără precedent. Observațiile recente ale JWST au relevat prezența unor cantități semnificative de dioxid de carbon (CO₂) în atmosfera lui HR 8799 e, cea mai apropiată planetă de stea. Această descoperire este o piesă cheie a puzzle-ului care le permite oamenilor de știință să înțeleagă mai bine cum s-au format și au evoluat aceste lumi.
Prezența CO₂ și a altor elemente grele în HR 8799 e oferă indicii cheie despre originea acesteia. El tinde să confirme modelul de acumulare a miezului, conform căruia planetele gigantice se nasc prin agregarea progresivă a materiei în jurul unui nucleu stâncos înainte de a atrage o manta groasă gazoasă. Această descoperire nu elimină o altă ipoteză: cea a colapsului gravitațional, un proces în care o planetă gigantică se formează mult mai rapid prin contracția unei părți a discului de gaz din jur. Oamenii de știință trebuie acum să compare aceste date noi cu cele ale altor exoplanete pentru a determina dacă aceste mecanisme coexistă sau dacă unul dintre ele este dominant.
Studiul lui HR 8799 și al altor sisteme exoplanetare ar putea, prin urmare, să ajute să răspundă la o întrebare fundamentală: este Sistemul nostru Solar o excepție sau urmează regulile universale ale formării planetare? Observațiile viitoare de la JWST ar trebui să ajute la rezolvarea acestei întrebări și să arunce lumină asupra proceselor care lucrează în formarea lumilor îndepărtate.
Una dintre marile realizări ale JWST a fost să reușească să fotografieze direct aceste exoplanete, o sarcină extrem de dificilă. Lumina stelelor gazdă este de milioane de ori mai intensă decât cea a planetelor, ceea ce face detectarea lor complicată.
Pentru a rezolva această problemă, telescopul folosește coronografe, dispozitive care blochează lumina stelei pentru a o dezvălui pe cea a planetelor din apropiere. Folosind această tehnologie, cercetătorii au putut observa și 51 Eridani b, o exoplanetă situată la 97 de ani lumină distanță. Aceste observații deschid drumul către noi studii asupra atmosferelor exoplanetelor și, eventual, asupra prezenței condițiilor favorabile vieții.
Aceste descoperiri marchează un pas crucial în explorarea exoplanetelor. Analizând atmosferele și compoziția chimică a planetelor îndepărtate, astronomii pot acum compara aceste lumi cu cele din sistemul nostru solar și pot determina dacă urmează modele similare de formare. În următorii ani, JWST va continua să exploreze noi exoplanete și să detecteze elemente cheie precum apa, metanul sau dioxidul de carbon care ar putea dezvălui indicii despre locuibilitatea anumitor lumi îndepărtate. După cum explică William Balmer, cercetător la Universitatea Johns Hopkins: „Vrem să fotografiem alte sisteme solare și să înțelegem cum sunt similare sau diferite de ale noastre. Astfel va putea determina dacă propriul nostru sistem este excepțional sau comun în Univers.” Cu aceste progrese, telescopul James Webb își confirmă rolul major în căutarea cunoașterii cosmice și ar putea, într-o zi, să ne aducă mai aproape de descoperirea unor lumi cu adevărat locuibile.
