Holdképző korong szemtanúja: egy szörnyeteg bolygó körül
A James Webb űrtávcső révén most sikerült igazoltan feltérképezni egy szuper-Jupiter körüli holdképző korongot, amely különös módon tele van kis szénalapú molekulákkal – míg a közeli csillag körüli bolygóformáló korong főként vízből áll. A CT Cha nevű, Naphoz hasonló (0,9 naptömegű), 625 fényévnyi távolságban található fiatal csillag körül kering a CT Cha b. Ez a szuper-Jupiter több mint 15-ször akkora tömegű, mint bolygórendszerünk óriása, és 15-ször messzebb kering a csillagától, mint a Neptunusz a Naptól – távolságának köszönhetően már egyértelműen megfigyelhető külön a csillagtól.
A szén dominanciája – és a víz hiánya
A spektroszkópos vizsgálat során a tudósok számos szerves molekulát találtak: etánt, acetilént, szén-dioxidot – ezek mind jelen voltak a korong anyagában, jelentős mennyiségben. Külön figyelmet érdemel, hogy víznek viszont alig volt nyoma. A vegyületek többsége 250 Kelvin (kb. -23 Celsius-fok) alatti hőmérsékleten mutatkozott meg, tehát sokuk jégből szabadult ki szublimáció vagy ütközés hatására, viszont az acetilén jóval melegebb övezetből származik, vélhetően közvetlenül a bolygó közeléből.
Ennek ellenére, míg a holdképző korongban a szénvegyületek dominálnak, a csillag tágabb környezetében – ahol a bolygóformáló korong kering – szinte csak vízgőzt észleltek. Ez a markáns eltérés arra utal, hogy a hold- és bolygókeletkezési korongok összetétele nagyon eltérő lehet, ami ellentmond annak a leegyszerűsített nézetnek, miszerint minden keveredik, így a holdak anyaga egyszerűen azonos a bolygók anyagával.
Miért pont ott a legtöbb szén?
A különbség oka, hogy a különféle elemek, vegyületek eltérő távolságban fagynak ki a korongból – egyedi hóhatárokat alkotva. Ráadásul maga a CT Cha b is meglepő helyen alakult ki: olyan messze kering, ahol a hagyományos elméletek szerint már nem lenne elég anyag ilyen óriás létrejöttéhez. Következésképpen feltételezik, hogy az anyacsillag korongjában egy hirtelen gravitációs instabilitás dobta ki ezt a hatalmas bolygót. Ez a folyamat nem ritka, olykor kettőscsillagokat vagy barna törpéket is eredményez.
Az ilyen instabilitások következtében más mintázat is megfigyelhető: a Nap-típusú csillagok bolygóformáló korongjai inkább vizesek, de kisebb csillagoknál, barna törpéknél vagy szuper-Jupitereknél a szén az úr. CT Cha b példája is ezt igazolja, viszont a pontos okot még nem sikerült megfejteni – több elmélet is létezik, de döntő bizonyíték egyik mellett sincs.
Az elvárások találkoznak a valósággal
A bolygó- és csillagkeletkezési elméletek szerint eleve szükségszerű, hogy a fiatal bolygók körül holdképző anyagkorongok is legyenek – és ezt most már közvetlenül is látjuk. Külön figyelmet érdemel, hogy a CT Cha rendszer példája megerősíti, mennyire változatos összetételűek lehetnek ezek a korongok, ami végső soron a formálódó holdak kémiai sokféleségét is magyarázza. Következésképpen az új eredmények rámutatnak: bár modelljeink jól sejtették a főbb trendeket, a holdképző korongok részleteiben még számos titok vár felfedezésre – és ahogy a megfigyelések pontosabbá válnak, úgy a holdszületés tudománya is egyre részletesebbé válik.
