Астрономы использовали телескоп Джеймс Уэбб для изучения далекой планеты, которая помогает понять, где проходит граница между планетами и звездами. Речь идет о газовом гиганте 29 Cygni b. Эта планета в 15 раз массивнее Юпитера и находится в 133 световых годах от Земли.
Два пути формирования планет
Большинство планет формируется снизу вверх. Этот процесс выглядит так: мелкие куски камня и льда сталкиваются и постепенно слипаются, создавая все более крупный объект. Но такая модель плохо объясняет появление планет размером с 29 Cygni b. Считалось, что такие гиганты рождаются сверху вниз. То есть из-за прямого схлопывания плотных областей газа и пыли в протопланетных дисках. Этот же механизм отвечает за рождение звезд.
Что увидел Уэбб
Телескоп собрал несколько доказательств того, что огромные планеты вроде 29 Cygni b могут формироваться снизу вверх, как и их более мелкие собратья. Эта планета находится на грани. Ее большая масса говорит в пользу механизма сверху вниз. Но ее широкая орбита, которая проходит в среднем в 2.4 миллиарда километров от звезды, что похоже на расстояние от Урана до Солнца, намекает на формирование снизу вверх.
Исследователи получили прямое изображение 29 Cygni b с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона телескопа. Это часть программы, в рамках которой изучаются четыре экзопланеты. Все они вращаются вокруг своих звезд на расстоянии до 15 миллиардов километров и имеют массу от одной до пятнадцати масс Юпитера. Все эти планеты относительно молодые и все еще горячие после своего рождения. Их температура колеблется от 530 до 1000 градусов Цельсия, поэтому химический состав их атмосфер также должен быть похож.
Металлический след
Ученые искали свет, который поглощают углекислый газ и угарный газ. Это позволило им измерить долю элементов тяжелее гелия, которые астрономы называют металлами, в атмосфере 29 Cygni b. Оказалось, что эта экзопланета примерно в 150 раз богаче металлами, чем Земля. Более того, она гораздо богаче металлами, чем ее родительская звезда. Это говорит о том, что во время формирования газовый гигант собрал из своего протопланетного диска множество обогащенных металлами кусков материала.
Команда также выяснила, что орбита 29 Cygni b выровнена по отношению к вращению ее звезды. Это указывает на то, что планета действительно сформировалась внутри протопланетного диска.
В рамках программы ученые продолжат изучать похожие планеты. Это поможет выяснить, хватали ли другие такие миры богатое металлами вещество во время своего рождения. В конечном счете исследование позволит понять, как рождались самые массивные планеты Млечного Пути: как звезды или как обычные планеты. Работа команды была опубликована во вторник 14 апреля в журнале Astrophysical Journal Letters.
