Как зарождалась наша Луна 4,5 млрд лет назад? Телескоп Уэбба показывает тот же процесс у другой планеты в прямом эфире

Впервые астрономам удалось напрямую зафиксировать молекулы в кольце газа и пыли, вращающемся вокруг далёкой газовой планеты. Обычно такие слабые сигналы теряются в ярком свете звезды, но в этот раз исследователям удалось вычленить характерное инфракрасное свечение, исходящее именно от протопланетного диска — структуры, которая, как предполагается, служит местом рождения спутников.

Открытие сделали Сьерра Грант из Института Карнеги в Вашингтоне и её коллега Габриэле Куньо из Цюрихского университета. В центре наблюдений — массивная планета CT Cha b, удалённая от своей звезды примерно в 17 раз дальше, чем Нептун от Солнца. Масса этого объекта, по оценкам, составляет от 14 до 24 масс Юпитера. Такая величина делает его заметной целью для телескопа, несмотря на удалённость и слабое свечение.

Для наблюдений учёные использовали возможности космического телескопа Уэбба. Он позволяет регистрировать инфракрасное излучение — тепловое свечение, исходящее от частиц пыли и газа. Именно благодаря чувствительности JWST к этим диапазонам удалось отделить сигналы диска от фона и засветки звезды. По словам Куньо, изначально идея казалась почти игрой на грани возможного — настолько трудно было представить, что слабое свечение от тонкого кольца можно вычленить на фоне яркого источника.

Тем не менее, спектр, полученный из данных телескопа, оказался неожиданно чётким. В нём Сьерра Грант обнаружила характерные «отпечатки» углеродсодержащих соединений: цианистого водорода, ацетилена и даже сложных молекул вроде бензола, состоящего из шести атомов углерода. Эти вещества не обнаруживаются в веществе, вращающемся ближе к самой звезде, что подтверждает наличие отдельного химически активного диска именно вокруг планеты.

По мнению Грант и Куньо, перед нами потенциальная «колыбель» спутников — область, где в будущем могут сформироваться луны. Открытие даёт возможность не просто предполагать, а напрямую наблюдать, из чего именно могут образовываться такие тела за пределами Солнечной системы.

Астрофизик Дэнни Гасман из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, не принимавшая участие в исследовании, отмечает, что объект вроде CT Cha b идеально подходит для подобных наблюдений. С другой стороны, его масса и удалённость от родительской звезды ставят под вопрос, следует ли считать его планетой или скорее несостоявшейся звездой — подобием коричневого карлика.

Происхождение лун остаётся одной из самых загадочных тем в изучении планетных систем. Даже в пределах нашей Солнечной системы многие детали их появления остаются неясными. Куньо подчёркивает: теперь, впервые, есть возможность наблюдать сам процесс формирования спутников — в реальном времени, а не по косвенным следам, оставшимся с далёкого прошлого.

Следующим шагом будет анализ других подобных объектов. Учёные надеются, что с помощью телескопа Уэбба им удастся не только подтвердить наличие протоспутниковых дисков у других газовых гигантов, но и заметить в них зачатки будущих лун — характерные пустоты и разрывы, которые возникают, когда из вещества начинают формироваться отдельные тела.