A tudósok neonjeleket követve keresik az egyik bolygórendszer jövőjét, egyúttal a saját Naprendszerünk múltját is. A NASA előző infravörös zászlóshajója, a már nem üzemelő Spitzer-űrteleszkóp különös eredményét követve a James Webb-űrtávcső a neon nemesgáz egyértelmű nyomait észlelte a fiatal, Naphoz hasonló csillag, az SZ Chamaeleontist (SZ Cha) körülvevő porkorongban.
A Spitzer és Webb közötti neonértékek különbségei a korongot elérő nagy energiájú sugárzásban korábban soha nem észlelt változásaira utalnak. A korongot a csillag felől érkező sugárzás végül elpárologtatja, ezáltal a bolygók kialakulásának ideje is korlátossá válik.
„Mi hogy jutottunk ide? Valójában ehhez a nagy kérdéshez nyúlik vissza ez az egész, mivel az SZ Cha ugyanolyan típusú fiatal, T Tauri csillag, mint a mi Napunk volt 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Naprendszer hajnalán” – mondta Catherine Espaillat (Boston University), a Spitzer 2008-as megfigyelései és az új Webb-adatok feldolgozásának vezetője. „A Föld nyersanyagai és végül az élet is jelen volt abban az anyagkorongban, amely körülvette a Napot, miután kialakult, és így ezeknek a fiatal rendszereknek a tanulmányozása olyan, mintha visszamennénk időben, hogy megnézzük, a mi történetünk hogy kezdődött.”
A tudósok neont használnak annak jelzésére, hogy mennyi és milyen típusú sugárzás éri és erodálja egy csillag körül a korongot. Amikor a Spitzerrel 2008-ban megfigyelték az SZ Cha-t, kiugróan magas neongyakoriságot mértek más, hasonlóan fiatal T Tauri csillagok korongjaihoz képest. A különbséget a kétszeresen ionizált neon detektálása jelentette, ami jellemzően ritkán fordul elő a nagy energiájú röntgensugárzás által érintett protoplanetáris korongokban. Ez azt jelentette, hogy az SZ Cha korongjában lévő nagy energiájú sugárzás ultraibolya (UV) fényből származott a röntgensugárzás helyett. Amellett, hogy 50-60 fiatal csillagkorong vizsgálatában ez egyetlen csodabogárnak számított, az UV és röntgensugárzás különbsége jelentős a korong és potenciális bolygói élettartama szempontjából is.
„A bolygók alapvetően versenyt futnak az idővel, hogy a korongban kialakuljanak még mielőtt az elpárologna” – magyarázta Thanawuth Thanathibodee (Boston University), a kutatócsoport egyik tagja. „A fejlődő rendszerek számítógépes modelljeiben az extrém ultraibolya sugárzás egymillió évvel tovább tartó bolygóképződést tesz lehetővé, mintha a párolgást túlnyomórészt röntgensugárzás okozná.”
Az SZ Cha már akkor is komoly fejtörést okozott, amikor Espaillat csapata visszatért, hogy a Webb műszereivel tanulmányozzák, azonban egy új meglepetést is találtak: a szokatlan neongyakoriság teljesen eltűnt, jelezve a röntgensugárzás tipikus dominanciáját.
A kutatócsoport úgy véli, hogy az SZ Cha rendszerben a neonértékek közötti különbségek a változó csillagszél eredményeként alakulnak ki. A csillagból kiáramló gáz elnyeli az UV-fényt, és a röntgensugárzás hat nagyrészt a korongra. A szelek gyakoriak egy újonnan kialakult, energikus csillag esetében, de egy csendes, szélmentes időszakot is ki lehet fogni, ahogy az a Spitzer-mérések idején is történhetett.
„Mind a Spitzer, mind a Webb mérései kiválóak, ezért tudtuk, hogy amit az SZ Cha rendszerben megfigyeltünk, annak valami újnak kell lennie. Ez jelentős változás a körülményekben mindössze 15 év alatt” – tette hozzá Ardjan Sturm (Leiden University), a cikk egyik társszerzője.
Espaillat csapata még több Webb-megfigyelést tervez az SZ Cha rendszeréről, valamint más távcsövekkel is, hogy a rejtélyek mélyére jusson. „Fontos lenne az SZ Cha és más fiatal rendszerek tanulmányozása több hullámhosszon is, mint például a röntgensugárzás és a látható fény tartományában is, hogy felfedezzük ennek a változékonyságnak a valódi természetét” – mondta Caeley Pittman (Boston University), a tanulmány társszerzője. „Lehet, hogy sok fiatal bolygórendszerben gyakoriak a szélsőséges UV-sugárzás által uralt rövid, csendes időszakok, de egyszerűen nem tudtuk elkapni még azt a fejlődési fázist.”
Forrás: James Webb Space Telescope
