Ugens rumfoto: James Webb og Hubble-teleskoper forenes for at løse 'umuligt' planetmysterium


Nye James Webb-rumteleskopobservationer af en stjernehob kaldet NGC 346 kaster lys over, hvordan, hvornår og hvor planeter blev dannet i det tidlige univers.

Hvad er det: En åben stjernehob kaldet NGC 346

Hvor er den: 210.000 lysår væk, i stjernebilledet Tucana

Hvornår blev det delt: 16. december 2024

Hvorfor det er så specielt: Dette billede fra James Webb Space Telescope (JWST) har hjulpet astronomer med at løse et mangeårigt mysterium om, hvordan planeter dannes. Mysteriet opstod for mere end 20 år siden, da Hubble-rumteleskopet opdagede universets ældste kendte planet, som blev dannet tidligere i universets historie, end forskerne troede var muligt.

Stjerner dannes i store skyer af gas og støv kaldet molekyleskyer. Eventuel resterende gas og støv samler sig i skiver omkring stjernerne. Planeter dannes til gengæld fra disse skiver. Forskere mente, at tidlige stjerner ikke havde planeter, fordi der var mangel på tungere grundstoffer, såsom kulstof og jern, som er skabt af stjerners kernefusion og supernovadød. De mente, at disse tungere grundstoffer var afgørende for, at planetdannende skiver kunne eksistere længe nok til, at planeter kunne dannes.

Relateret: Ugens rumfoto: Den skrå spiralgalakse, der tog Hubble 23 år at fange

Men i 2003 opdagede Hubble en tung planet, der kredser om en gammel stjerne i kuglehoben M4, som er omkring 5.600 lysår væk i Mælkevejen. Kuglehobe er ekstremt gamle og mangler derfor tungere grundstoffer. Exoplaneten er omkring 13 milliarder år gammel, hvilket tyder på, at planeter kan være dannet tidligere i universets historie, end forskerne troede var muligt. Men astronomerne var usikre på, præcis hvordan den blev dannet så tidligt i universets historie.

For at lære mere om det tidlige univers bruger astronomer proxyer, der har lignende betingelser som gamle galakser. En sådan proxy er stjernehoben NGC 346, et stjernedannende område i Den Lille Magellanske Sky (SMC), en dværggalakse, der kredser om Mælkevejen. Ligesom tidlige galakser mangler SMC tungere grundstoffer og består hovedsageligt af brint og helium.

Da astronomerne pegede Hubble på NGC 346, fandt de tegn på, at planetdannende skiver eksisterede omkring stjerner i 20 millioner til 30 millioner år - omkring 10 gange længere end teorierne forudsagde, at sådanne skiver kunne overleve. Tegnene var dog svage, så astronomerne havde brug for yderligere beviser.

I 2023 brugte JWST den hidtil usete følsomhed og opløsning, som dets Near Infrared Spectrograph og Mid-Infrared Instrument giver, til at bekræfte eksistensen af langlivede planetdannende skiver i NGC 346.

Resultaterne, der blev offentliggjort den 16. december 2024 i The Astrophysical Journal, bekræfter Hubble-resultatet og tyder på, at manglen på tungere grundstoffer kan bremse stjernens evne til at sprede sin planetdannende skive - hvilket giver planeter mere tid til at dannes. En anden teori er, at den første gassky, som stjernen dannes fra, kan være større, hvilket resulterer i en mere massiv skive med længere levetid.

For flere sublime rumbilleder, tjek vores Space Photo of the Week-arkiver.