Bild wikipedia stjärnan HR 8799 (i centrum) med exoplaneten HR 8799e (höger), HR
8799d (lågt till höger), HR 8799c (uppe till höger), HR 8799b (uppe till vänster),
foto Keck-observatoriet.
HR 8799 är ett relativt ungt stjärnsystem på omkring 30 miljoner år (vårt solsystem cirka 4,6 miljarder år gammalt). Eftersom planeter tenderar att svalna över tid är yngre solsystem ljusare och lättare att studera via spektroskopi.
JWST (James Webb teleskopet) har den högst upplösta spektrografen som finns tillgänglig i rymden vilken gör det möjligt för forskare att se på exoplaneters ljus utan kontaminering av molekyler från jordens atmosfär.
För första gången kunde astronomer här se fina drag från ett antal sällsynta molekyler i atmosfärerna hos de tre inre av Stjärnan HR 8799 gasjättestjärnor som tidigare varit omöjliga att upptäcka. Dessa planeter är ungefär 10 000 gånger ljussvagare än sin sol och JWST:s spektrograf var ursprungligen inte designad för så utmanande observationer.
Jean-Baptiste Ruffio, forskare vid UC San Diego och medförfattare till artikeln ledde analysen men var tvungen att utveckla nya dataanalystekniker för att extrahera den svaga signalen och göra denna upptäckt möjlig. Jerry Xuan, 51 Pegasi b Fellow (ett prestigefyllt treårigt postdoktoralt forskningsanslag från Heising-Simons Foundation som stödjer tidiga karriärforskare inom planetär astronomi, exoplaneter och relaterade ämnen.) vid UCLA, skapade detaljerade atmosfäriska modeller som kunde jämföras med JWST-spektra för att undersöka om svavel fanns där.
"Kvaliteten på JWST-data är verkligen revolutionerande och befintliga atmosfäriska modellnät var helt enkelt inte tillräckliga. För att fullt ut fånga vad datan berättade förfinade jag iterativt kemin och fysiken i modellerna," sade han. "Till slut upptäckte vi flera molekyler i dessa planeter – några för första gången, inklusive vätesulfid."
Teamet fann mycket tydliga bevis på svavel på den tredje planeten i systemet, HR 8799 c, även om de tror att det sannolikt finns på alla tre inre planeter. De fann också att planeterna var mer berikade på tunga grundämnen, som kol och syre, än deras stjärna – ytterligare bevis på att de bildades som planeter.
"Det finns många modeller för planetbildning att ta hänsyn till. Jag tror att detta visar att äldre kärnakkretionsmodeller är föråldrade," beskriver UC San Diego-professorn i astronomi och astrofysik Quinn Konopacky, en annan av artikelns medförfattare. "Och av de nyare upptäckterna gör att vi ser på gasjättar som kan bilda fasta kärnor väldigt långt från sin stjärna."
Ruffio säger att HR 8799 är något unikt eftersom det hittills är det enda avbildade systemet med fyra massiva gasjättar, men det finns även andra forskarteam under ledning från University of California San Diego som använde spektraldata från James Webb Space Telescope (JWST) för att undersöka stjärnsystemet HR 8799, vilket ledde till ett överraskande svar på denna långvariga astronomiska fråga. Deras arbete publicerades i Nature Astronomy.
