HR 8799 este un sistem tânăr, aflat la o distanță de 130 de ani-lumină, și a fost mult timp o țintă importantă pentru științele planetare. Observațiile arată că planetele din HR 8799 sunt bogate în dioxid de carbon. Acest detaliu oferă dovezi puternice că cele patru planete gigantice din sistem, similar cu Jupiter și Saturn, s-au format prin formarea lentă a unor nuclee solide care au atras gaz din interiorul discului protoplanetar. Acest proces este cunoscut sub numele de acreție de nucleu.
Rezultatele confirmă că este posibil să se deducă compoziția atmosferelor exoplanetelor din imaginile Webb. Această tehnică face parte din scopul instrumentelor spectroscopice puternice ale lui Webb. "Prin detectarea acestor semnale puternice de dioxid de carbon, am confirmat că aceste planete au în atmosferă cantități semnificative de elemente mai grele, cum ar fi carbonul, oxigenul și fierul", a declarat William Balmer de la Universitatea Johns Hopkins. "Având în vedere ceea ce știm despre steaua în jurul căreia orbitează, acest lucru indică probabil că s-au format prin acreție nucleară, o concluzie interesantă pentru planetele pe care le putem vedea direct."
Balmer este autorul principal al unui articol The Astrophysical Journal publicat recent. Analiza lui Balmer și a echipei sale de cercetare, discută și o altă observație Webb a unui sistem aflat la 97 de ani-lumină distanță, numit 51 Eridani.
HR 8799 este un sistem tânăr, vechi de aproximativ 30 milioane ani, o fracțiune din vârsta sistemului nostru solar de 4,6 miliarde. Planetele din HR 8799 sunt încă fierbinți din cauza formării lor recente, și prin urmare, emit cantități mari de lumină infraroșie, oferind cercetătorilor informații valoroase despre formarea lor.
Se presupune că planetele gigantice se formează în două moduri: fie prin construirea lentă a unui nucleu solid din elemente mai grele care atrage apoi gaz, așa cum se presupune pentru planetele gazoase din sistemul nostru solar, fie prin coagularea rapidă a particulelor de gaz în obiecte masive, din discul de particule aflate în răcire, al unei stele tinere. Acest aspect rezultă în faptul că sunt formați în mare parte din același material ca steaua însăși. Primul proces se numește acreție de nucleu, iar al doilea proces se numește instabilitate de disc. Dacă cercetătorii pot descifra care formare este mai frecventă, acest lucru ar putea oferi indicii pentru a distinge între tipurile de planete găsite în alte sisteme.
"Sperăm să înțelegem sistemul nostru solar din acest tip de cercetare, viața, și pe noi înșine în comparație cu alte sisteme planetare, astfel încât să ne putem pune existența în context", a declarat Balmer. "Vrem să facem fotografii ale altor sisteme planetare și să vedem cât de asemănătoare sau diferite sunt față de al nostru. Astfel, putem încerca să ne facem o idee despre cât de ciudat este sistemul nostru - sau cât de comun."
Dintre cele aproape 6 000 exoplanete descoperite până acum, doar câteva au fost fotografiate direct, deoarece chiar și planetele gigantice sunt vizibile mult mai slab decât stelele lor. Imaginile lui HR 8799 și 51 Eridani au fost posibile datorită coronagrafului NIRCam în spectrul infraroșu apropiat al lui Webb, care blochează lumina stelelor pentru a dezvălui corpurile cerești care orbitează în jurul lor.
Această tehnologie a permis cercetătorilor să studieze lungimile de undă ale luminii infraroșii emise de planete, care sunt absorbite de anumite gaze. Cercetătorii au descoperit că cele patru planete din HR 8799 conțin mai multe elemente grele decât se credea anterior.
"Avem dovezi care sugerează că aceste patru planete din HR 8799 s-au format conform unui model ascendent", a declarat Laurent Pueyo, astronom la Space Telescope Science Institute (STScI) și celălalt conducător al studiului. "Cât de comun este acest lucru pentru planetele pe care le putem vizualiza direct? Nu știm încă, dar propunem observații Webb suplimentare pentru a răspunde la această întrebare."
"Știam că Webb ar putea măsura culoarea planetelor exterioare în sistemele cu imagini directe", adaugă Rémi Soummer, director al Laboratorului optic Russell B. Makidon din STScI și fost lider al operațiunilor coronagrafului Webb. "Am așteptat zece ani pentru a confirma că observațiile fine ale telescopului ne vor permite să vedem și planetele interioare. Acum avem aceste rezultate, și le putem folosi pentru a efectua investigații interesante."
