Astronomit ovat tutkineet hiilipitoista kiekkoa, joka ympäröi nuorta eksoplaneetta CT Cha b:tä. Tutkijoiden mukaan nämä kiekot voivat olla paikka, jossa muodostuu kuita, jotka ovat verrattavissa aurinkokuntamme suuriin kuuhun.
Sisällysluettelo
NASA:n James Webb -avaruusteleskooppi on toimittanut ensimmäiset suorat tiedot kiekon kemiallisesta koostumuksesta, joka voi muodostaa uusia kuita. Kansainvälinen tutkimusryhmä, jota johtaa Suomen yliopisto, analysoi havainnot ja löysi uusia mahdollisuuksia kuun muodostumisen ymmärtämiseksi.
Nuori eksoplaneetta CT Cha b, joka sijaitsee 625 valovuoden päässä Maasta, on ympäröity hiilipitoisella kiekolla, joka voi toimia ravintoalustana tuleville kuille.
Vaikka yhtään kuuta ei ole vielä löydetty, tutkimus osoittaa, että kuun muodostumista voidaan seurata lähes reaaliajassa – askel, joka vielä muutama vuosi sitten oli lähes mahdoton ajatella. Tulokset on äskettäin julkaistu The Astrophysical Journal Letters -lehdessä.
Planeetta, nimeltään CT Cha b , kiertää vain kahden miljoonan vuoden ikäistä tähteä ja jatkaa aineen keräämistä ympäristöstään. Yllättäen eksoplaneetan planeetan ympärillä oleva kiekko ei ole osa suurempaa kiekkoa, joka ympäröi sen emotähteä. Kaksi järjestelmää ovat toisistaan noin 74 miljardin kilometrin päässä.
Eksoplaneetat ovat planeettoja muista aurinkokunnista.
Planeettojen ja kuiden muodostumisen ymmärtäminen on olennaisen tärkeää koko planeettakuntien evoluution ymmärtämiseksi. Kuita on yleensä enemmän kuin planeettoja, ja joillakin niistä voi olla jopa elämälle suotuisat olosuhteet. Nykyaikaiset tutkimukset merkitsevät uuden aikakauden alkua: ensimmäistä kertaa prosesseja, jotka aiemmin olivat olemassa vain teoriassa, voidaan nyt havaita suoraan.
”Kuun muodostumisen todistajat”
Suomalaiset tutkijat korostavat tietojen merkitystä vertailussa aurinkokuntaamme, joka muodostui yli neljä miljardia vuotta sitten.
”Voimme havaita kiekon olemassaolon kumppanin ympärillä ja tutkia sen kemiallista koostumusta ensimmäistä kertaa. Havaitsemme paitsi kuun muodostumisen myös tämän planeetan muodostumisen.”
”Havaitsemme, millaista materiaalia kertyy muodostaen planeetan ja sen satelliitit”, sanoo johtava kirjoittaja Gabriele Cugno Suomen yliopistosta.
Erityiset molekyylit
Havainnot tehtiin Webb-teleskoopin MIRI-instrumentilla (keskiaaltoinen infrapuna). Alustavat arkistotiedot viittasivat jo molekyylien esiintymiseen kiekon alueella. Koska planeetan signaali häviää lähes kokonaan sen tähden kirkkaassa valossa, tutkijat joutuivat käyttämään erityisiä korkeakontrastisia kuvausmenetelmiä, jotta se tuli näkyviin.
”Näimme molekyylejä planeetan sijaintipaikalla ja ymmärsimme, että siellä on jotain, mitä kannattaa tutkia tarkemmin. Siksi vietimme vuoden suodattamalla molekyylit tiedoista.”
Lopulta tiimi löysi seitsemän erilaista hiilipitoista molekyyliä, mukaan lukien asetyleeni (C₂H₂) ja bentseeni (C₆H₆). Tällainen korkea hiilipitoisuus on ristiriidassa isäntätähden kiekon kanssa, joka sisälsi vettä, mutta ei hiiltä. Tämä puolestaan viittaa erityisen nopeaan kemialliseen evoluutioon, joka on tapahtunut muutaman miljoonan vuoden aikana.
Yhtäläisyydet Jupiterin kuiden kanssa
Asiantuntijat ovat jo pitkään olettaneet, että Jupiterin neljä suurinta kuuta (Io, Europa, Ganymede ja Callisto) ovat syntyneet samanlaisesta kiekonmuodostelmasta, joka aikoinaan ympäröi planeettaa. Niiden nykyiset kiertoradat ja koostumus viittaavat tähän. Esimerkiksi Ganymede ja Callisto koostuvat noin puoliksi vesijäästä, mutta niillä on kivinen ydin, joka on mahdollisesti rikas hiilellä tai piillä.
Haluamme tietää enemmän siitä, miten kuut ovat muodostuneet aurinkokunnassamme. Tämä tarkoittaa, että meidän on tarkkailtava muita järjestelmiä, jotka ovat vielä muodostumassa.
Joten Cuno kysyy: ”Mikä on sen koostumus? Mitkä fysikaaliset prosessit vaikuttavat siihen ja millä aikaskaalalla?” Webb-teleskooppi antaa tutkijoille mahdollisuuden todistaa kuun muodostumisen draamaa ja tutkia näitä kysymyksiä ensimmäistä kertaa havaintojen avulla, Cuno sanoo.
Lähivuosina tutkimusryhmä aikoo käyttää James Webb -teleskooppia tutkiakseen lisää nuoria planeettoja ja niiden kiekkoja. Tavoitteena on ymmärtää paremmin niiden lukuisia kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia ja siten tutkia planeettakuntien alkuperää galaksissamme.
