Космічний телескоп «Джеймс Вебб» (JWST), що є ключовим інструментом NASA, надав науковій спільноті безпрецедентні та деталізовані дані, які стосуються ранніх етапів формування небесних тіл. Астрономи здійснили фіксацію навколопланетного диска, надзвичайно багатого на вуглець, який оточує юну екзопланету CT Cha b. Цей об’єкт, розташований на значній відстані — 625 світлових років від нашої планети, слугує унікальною природною лабораторією для вивчення процесів планетоутворення. Його дослідження дозволяє зрозуміти фундаментальні механізми, які мільярди років тому заклали основи для появи супутників у межах нашої Сонячної системи.
Сама планета CT Cha b класифікується як супер-Юпітер, оскільки її маса приблизно у 17 разів перевищує масу Юпітера — найбільшого газового гіганта нашої системи. Ця масивна екзопланета обертається навколо зірки, що належить до типу T Тельця. Вік цієї зоряної системи становить лише близько 2 мільйонів років, що, без перебільшення, є мізерним проміжком часу за космічними мірками. Для порівняння, нашій Сонячній системі вже понад 4 мільярди років. Така разюча часова невідповідність дає дослідникам унікальну можливість спостерігати за народженням місяців майже в режимі реального часу, ніби заглядаючи у глибоке минуле Всесвіту, коли формувалися наші власні планети.
Ключовим моментом у цьому відкритті стало детальне спектральне дослідження, проведене за допомогою високочутливого приладу MIRI (що працює у середньому інфрачервоному діапазоні). Вчені змогли ідентифікувати цілий спектр складних органічних молекул у складі навколопланетного диска. До цього хімічного «коктейлю» належать ацетилен, бензол, діацетилен, пропен, етан і ціаністий водень, а також значна кількість вуглекислого газу. Такий хімічний підпис чітко вказує на домінування вуглецю в матеріалі, який є будівельним блоком і, як очікується, буде використаний для формування майбутніх супутників цієї екзопланети.
Особливо варто відзначити, що цей навколопланетний диск, який розташований на значній відстані від материнської зірки — приблизно 74 мільярди кілометрів, демонструє хімічний склад, що кардинально відрізняється від складу навколозоряного диска. У навколозоряному диску, як правило, переважає вода, тоді як вуглець майже повністю відсутній. Таке різке розходження свідчить про стрімку та ефективну хімічну перебудову, яка відбулася у системі CT Cha всього за два мільйони років існування. Хоча наразі супутники навколо CT Cha b ще не були безпосередньо ідентифіковані, вчені, включаючи Габріеле Куньо з Цюріхського університету та Сьєрру Грант з Інституту науки Карнегі, наголошують на важливості знахідки. Вони підкреслюють, що хімічний склад цього матеріалу ідентичний тому, з якого, як припускають, мільярди років тому утворилися великі галілеєві супутники Юпітера — Іо, Європа, Ганімед та Каллісто. Це дає вагомі підстави вважати, що ми бачимо початковий етап формування майбутніх місяців.
Це революційне спостереження надає дослідникам унікальну можливість не просто будувати теоретичні моделі та гіпотези, а безпосередньо вивчати фізичні та хімічні процеси, які керують народженням планетних систем та їхніх місяців. Результати цієї роботи, які були представлені у поважному науковому виданні «The Astrophysical Journal Letters», відкривають нову главу у розумінні динаміки та хімії навколопланетних середовищ. Спостерігаючи за інтенсивним збагаченням диска вуглецем у цій юній системі, науковці отримують важливі емпіричні орієнтири для осмислення того, як із первинної космічної речовини виникають складні, органічно багаті структури. Наступним стратегічним кроком команди телескопа «Вебба» є систематичне вивчення інших молодих зоряних систем для порівняння отриманих даних та уточнення універсальних законів, що регулюють процеси планетоутворення у Всесвіті, що допоможе створити повнішу картину космічної еволюції.