Písečná obloha a malé měsíce: Webb zachytil obří planety uprostřed zrodu

Astronomové využívající kosmický dalekohled James Webb Space Telescope (JWST) objevili silikátová mračna v atmosféře exoplanety YSES-1 c a v cirkumplanetárním disku kolem její sourozenecké planety YSES-1 b. YSES-1 je hvězda slunečního typu vzdálená přibližně 309 světelných let v souhvězdí Musca (Moucha).

Hvězda známá také jako TYC 8998-760-1 nebo 2MASS J13251211-6456207 má přibližně stejnou hmotnost jako naše Slunce, ale je stará pouze 16,7 milionu let.

Nacházejí se u ní dvě planety, YSES-1 b a YSES-1 c, které jsou nejméně 14krát a 6krát hmotnější než Jupiter. Obíhají kolem své mateřské hvězdy ve vzdálenostech 160 a 320 AU, což je vzdálenost od jejich hvězdy mnohem větší než obíhá Jupiter nebo Saturn kolem Slunce. YSES-1 b a YSES-1 c jsou červenější než jiné exoplanety (nebo hnědí trpaslíci), což naznačuje, že mohou mít odlišné atmosférické vlastnosti.

Soustava byla pozorována několika dalekohledy již před použitím Webbova teleskopu, avšak detailní pozorování této soustavy nebylo možné před zahájením programu JWST.

„Přímo zobrazené exoplanety jsou jediné exoplanety, které můžeme skutečně vyfotografovat,“ řekl Evert Nasedkin, postdoktorand na Trinity College v Dublinu. „Tyto exoplanety jsou obvykle ještě natolik mladé, že jsou stále horké z doby svého vzniku, a právě toto teplo, které vidíme v tepelném infračerveném záření, jako astronomové pozorujeme.“

Nasedkin a jeho kolegové získali pomocí spektroskopických přístrojů Webbova teleskopu široká spektra planet YSES-1 b a YSES-1 c. Patří mezi ně i první přímá pozorování křemičitanových oblaků v atmosféře YSES-1 c, která potvrzují předchozí teorie o složení její atmosféry.

Tato křemičitá mračna pravděpodobně obsahují i železo, které může padat zpět na planetu. Astronomové odhadují, že částice v oblacích mají velikost 0,1 μm nebo menší.

„Když jsme se podívali na menšího, vzdálenějšího průvodce, známého jako YSES-1 c, našli jsme ve středním infračerveném oboru signaturu křemičitanových mračen,“ řekl Nasedkin. „Jedná se v podstatě o částice podobné písku a jde o nejsilnější silikátový absorpční rys, který byl dosud u exoplanety pozorován. Domníváme se, že to souvisí s relativním mládím planet: mladší planety mají o něco větší poloměr a tato rozšířená atmosféra může umožnit mraku absorbovat více světla vyzařovaného planetou. Pomocí podrobného modelování se nám podařilo určit chemické složení těchto oblaků, a také podrobnosti o tvarech a velikostech částic oblaku.“

Autoři také objevili silikátový disk kolem planety YSES-1 b, což je vzácné pozorování u exoplanet, které jsou průvodci substelárních hvězd. Toto pozorování naznačuje, že YSES-1 b může být relativně nově vzniklou planetou. Zjištění nabízejí nové poznatky o raných fázích vzniku exoplanety a vývoji její atmosféry.

„Planety systému YSES-1 jsou také příliš vzdálené, než aby je bylo možné vysvětlit pomocí současných teorií vzniku, takže další objevy odlišných silikátových mračen kolem YSES-1 c a malého horkého prachového materiálu kolem YSES-1 b vedou k dalším záhadám a složitostem při určování toho, jak se planety formují a vyvíjejí,“ řekl Kielan Hoch, astronom ze Space Telescope Science Institute.

Výsledky týmu byly publikovány v časopise Nature.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/webb-two-young-exoplanets-yses-1-system-13981.html a https://scitechdaily.com/sandy-skies-and-baby-moons-webb-catches-giant-planets-in-mid-birth/

autor: František Martinek