Các công cụ tiên tiến của NASA, đặc biệt là Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST), đã cung cấp những dữ liệu đột phá về quá trình hình thành của các thiên thể trong vũ trụ. Các nhà thiên văn học đã thành công trong việc ghi nhận một đĩa vật chất bao quanh hành tinh (circumplanetary disk) cực kỳ giàu carbon, đang quay xung quanh ngoại hành tinh CT Cha b non trẻ, nằm cách Trái đất khoảng 625 năm ánh sáng. Đối tượng vũ trụ này được xem là một phòng thí nghiệm tự nhiên, cho phép chúng ta nghiên cứu các quy trình đã tạo ra nền tảng cho sự xuất hiện của các mặt trăng trong Hệ Mặt trời của chúng ta từ hàng tỷ năm trước.
CT Cha b được phân loại là một siêu Sao Mộc (Super-Jupiter), với khối lượng ước tính lớn hơn khoảng 17 lần so với Sao Mộc, hành tinh khí khổng lồ trong hệ của chúng ta. Hành tinh này quay quanh một ngôi sao loại T Tauri, có niên đại chỉ khoảng 2 triệu năm. Đây là một khoảnh khắc chớp nhoáng theo thang đo vũ trụ, trong khi Hệ Mặt trời đã tồn tại hơn 4 tỷ năm. Chính sự khác biệt về thời gian đáng kinh ngạc này đã mang lại cho các nhà khoa học cơ hội hiếm có để quan sát sự ra đời của các mặt trăng gần như trong thời gian thực, như thể đang nhìn thẳng vào quá khứ xa xôi.
Phát hiện quan trọng nhất là việc xác định được một loạt các phân tử phức tạp trong đĩa vật chất này. Thông qua phân tích quang phổ sử dụng thiết bị MIRI (Dải hồng ngoại giữa), các nhà khoa học đã nhận diện được axetylen, benzen, điaxetylen, propen, etan, hydro xyanua, cùng với carbon dioxide. Thành phần hóa học này là bằng chứng rõ ràng cho thấy carbon đang chiếm ưu thế trong vật liệu được dùng để hình thành các vệ tinh.
Đáng chú ý, đĩa vật chất bao quanh CT Cha b, nằm cách ngôi sao mẹ khoảng 74 tỷ km, lại thể hiện một thành phần hóa học hoàn toàn khác biệt so với đĩa vật chất bao quanh sao (circumstellar disk) gần đó. Trong khi đĩa quanh sao chủ yếu là nước và gần như không có carbon, thì đĩa quanh hành tinh lại ngập tràn carbon. Sự phân tách hóa học rõ rệt này cho thấy một sự tái cấu trúc hóa học cực kỳ nhanh chóng của hệ thống, đã diễn ra chỉ trong vòng hai triệu năm.
Mặc dù các vệ tinh thực tế xung quanh CT Cha b vẫn chưa được xác định, các nhà khoa học, bao gồm Gabriele Cugno từ Đại học Zurich và Sierra Grant từ Viện Khoa học Carnegie, đã khẳng định rằng thành phần của vật chất này hoàn toàn tương đồng với vật liệu được cho là đã hình thành nên các mặt trăng lớn của Sao Mộc như Io, Europa, Ganymede và Callisto, hàng tỷ năm về trước. Quan sát này mang lại khả năng không chỉ dừng lại ở việc xây dựng các mô hình lý thuyết, mà còn cho phép nghiên cứu trực tiếp các quy trình vật lý và hóa học chi phối sự hình thành của các hệ hành tinh.
Nghiên cứu đột phá này, với kết quả được công bố trên tạp chí uy tín “The Astrophysical Journal Letters”, đã mở ra một hướng đi mới trong việc tìm hiểu động lực học và tính chất hóa học của môi trường quanh hành tinh. Bằng cách theo dõi sự phong phú của carbon trong đĩa vật chất của hệ thống non trẻ này, các nhà khoa học đang thu thập những dữ liệu tham chiếu vô giá để giải mã cách các cấu trúc phức tạp phát sinh từ vật chất vũ trụ sơ khai. Nhóm nghiên cứu của JWST hiện đang lên kế hoạch tập trung vào việc nghiên cứu các hệ thống trẻ khác nhằm đối chiếu dữ liệu và làm rõ các quy luật phổ quát chi phối quá trình hình thành hành tinh.