NASA:s James Webb Space Telescope (Webb) har just löst ett mysterium genom att bekräfta ett kontroversiellt fynd gjort med Hubble-teleskopet för mer än 20 år sedan.
År 2003 gav Hubble bevis för en massiv planet runt en mycket gammal stjärna, nästan lika gammal som universum. Sådana stjärnor innehåller endast små mängder av tyngre grundämnen, som är byggstenar för planeter. Detta innebar att viss planetbildning skedde när universum var mycket ungt, och att dessa planeter hade tid att bildas och växa sig stora i sina ursprungliga skivor, till och med större än Jupiter. Men hur? Detta var förbryllande.
För att besvara frågan använde forskare Webb-teleskopet för att studera stjärnor i en närliggande galax som, likt det tidiga universum, saknar större mängder av tunga grundämnen. De upptäckte att vissa stjärnor där inte bara har planetbildande skivor, utan att dessa skivor också lever längre än de som observerats runt unga stjärnor i Vintergatan.
Ett nytt genombrott från NASA:s James Webb Space Telescope (Webb) har förändrat vår förståelse av planetbildande skivors livslängd i universums tidiga skeden. Forskning publicerad baserat på James Webb-data visar att dessa skivor – de gas- och stoftstrukturer som omger unga stjärnor och fungerar som råmaterial för planetsystem – existerade under längre perioder i det tidiga universum än vad tidigare observationer antydde. Detta fynd kastar nytt ljus över hur planetsystem utvecklades i en tid när universum var ungt.
Webb-teleskopets avancerade teknik banar väg för nya insikter
Forskarteamet använde Webb-teleskopets NIRCam (Near-Infrared Camera) för att undersöka stjärnformation och dess omgivningar i avlägsna galaxer. Webb:s kapacitet att samla infrarött ljus gör det möjligt att se genom damm och gas som tidigare hindrat sikten för teleskop som Hubble. Detta är avgörande för att studera unga stjärnor, eftersom de är omgivna av täta stoftmoln. Hubble-teleskopet, som primärt observerar i det ultravioletta och synliga ljuset, har begränsningar i detta avseende.
I denna studie undersökte forskarna galaxer på ett avstånd som motsvarar 2 miljarder år efter Big Bang. Observationerna visade att de planetbildande skivorna i dessa miljöer förblev aktiva under längre perioder än väntat. Forskarna använde Webb:s förmåga att analysera spektrum från dessa skivor för att identifiera deras sammansättning och strukturella utveckling.
Webb vs Hubble: Hur infraröd teknik revolutionerar vår förståelse
James Webb-teleskopet erbjuder en betydande uppgradering jämfört med Hubble, som har varit en av de viktigaste källorna till vår kunskap om stjärn- och planetbildning. Medan Hubble har fångat värdefulla bilder och data i mer än tre decennier, har det sina begränsningar i att studera mycket avlägsna och dolda objekt. Webb’s förmåga att detektera infrarött ljus låter forskarna få en tydligare bild av dessa objekt.
Hubble visade att de planetbildande skivorna i närliggande galaxer har en genomsnittlig livslängd på cirka 10 miljoner år, innan materialet antingen har absorberats av den centrala stjärnan eller spridits ut i rymden. Webb-data tyder dock på att dessa skivor i det tidiga universum kunde existera betydligt längre. Denna upptäckt tyder på att planetsystem i det tidiga universum hade möjlighet att utvecklas under mycket annorlunda förhållanden än de som finns i vår lokala galaxgrupp.
Längre livslängd för planetbildande skivor möjliggjorde fler planeter
En av de mest framträdande resultaten är att de planetbildande skivorna i det tidiga universum innehöll rikligt med gas och stoft, vilket är avgörande för att bilda gasjättar som Jupiter och Saturnus. Att dessa skivor levde längre kan ha inneburit att fler planeter hann bildas innan råmaterialet tog slut.
Forskarna spekulerar i att detta kan ha påverkat den totala planetmängden och dess diversitet i universum. De planetbildande skivornas livslängd är dessutom kopplad till den centrala stjärnans utveckling. Ju längre en skiva finns kvar, desto större chans har planetsystem att förändras genom processer som migration och gravitationella interaktioner mellan planetkroppar.
Tidiga universum: En oväntat gynnsam miljö för planetsystem
En av de mest framträdande resultaten är att de planetbildande skivorna i det tidiga universum innehöll rikligt med gas och stoft, vilket är avgörande för att bilda gasjättar som Jupiter och Saturnus. Att dessa skivor levde längre kan ha inneburit att fler planeter hann bildas innan råmaterialet tog slut. Forskarna spekulerar i att dessa längre livslängder inte bara möjliggjorde fler planetsystem, utan också ledde till större variation i planetsystemens sammansättning och struktur. De längre tidsramarna kan ha gett utrymme för mer komplexa processer, som planetmigration och gravitationella interaktioner, vilket i sin tur kan ha format de unika egenskaperna hos dessa system och bidragit till universums rika diversitet av planeter.
Slutsats: Webb förändrar vår bild av planetsystemens kosmiska historia
James Webb Space Telescope fortsätter att förvandla vår uppfattning om universum. Dess infraröda observationsförmåga har gjort det möjligt att studera de planetbildande skivorna som existerade under universums tidigaste skeden, och forskningen visar nu att dessa skivor levde längre och var rikare på material än vad vi tidigare trott. Dessa insikter belyser planetsystemens utveckling och ger nyckeldata för att förstå våra kosmiska rötter. För mer information, besök NASA:s officiella webbplats.
