JWST 發現 HR 8799 的四顆已知行星上存在二氧化碳，這是天文學家用來探索我們自己系統形成的系統的一部分。結果與太陽系巨行星形成的模型一致。
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行星形成有兩種模型，即自上而下和自下而上。人們認為太陽系中的行星，包括木星和土星，採取了自下而上的路徑，從建造固體核心開始。就氣態巨行星而言，它們隨後被氫和氦包圍，達到了巨大的尺寸。
天文學家不太確定這一現象的普遍性，因此觀察其他系統中的這一過程很重要。這距今約有3000萬年。它距離我們也有 130 光年，接近處於如此有趣的發展階段的恆星系統的標準。
通常情況下，即使使用 JWST，我們也無法在這個距離直接看到行星，但 HR 8799 系統中的行星非常年輕，在形成過程中仍然非常熱。因此，它們產生足夠的紅外輻射，可以直接看到。甚至還有一個視頻。
看到行星是一回事，但 JWST 可以走得更遠。它檢測每顆行星的獨特顏色，通過告訴我們哪些波長被吸收來揭示其上層的成分。
約翰·霍普金斯大學博士生威廉·巴爾默是一項研究的第一作者，該研究將該系統的觀測結果與 JWST 對該系統的觀測結果與一個更接近、更年輕的系統的觀測結果進行了比較，。
巴爾默在一份報告中說：“通過發現這些強烈的二氧化碳特徵，我們已經證明這些行星的大氣層中存在相當大比例的重元素，例如碳、氧和鐵。”陳述。 “鑑於我們對它們繞軌道運行的恆星的了解，這可能表明它們是通過核心吸積形成的，對於我們可以直接看到的行星來說，這是一個令人興奮的結論。”
如果自上而下形成，行星將具有與其恆星相似的成分。事實證明，測量 HR 8799 中比氦重的元素比例異常困難，但我們認為不會這麼高。
這些觀測結果對51 Eridani b（該系統唯一已知的行星）的揭示要少得多，但確實支持了之前的懷疑，即它有一個非常偏心（拉長）的軌道。
51 Eridani b 對其成分的披露較少，但至少我們正在了解這樣一顆年輕行星的軌道。
圖片來源：NASA、ESA、CSA、STScI、W. Balmer (JHU)、L. Pueyo (STScI)、M. Perrin (STScI)
除了二氧化碳之外，JWST 還發現行星之間的一氧化碳和甲烷含量不同，這暗示了它們形成的差異。
“我們還有其他證據表明這四顆 HR 8799 行星是通過這種自下而上的方法形成的，”該研究的共同領導者、太空望遠鏡科學研究所的 Laurent Pueyo 博士說。 “對於我們可以直接成像的長周期行星來說，這種情況有多常見？我們還不知道，但受二氧化碳診斷的啟發，我們提出更多的韋伯觀測來回答這個問題。”
儘管這些系統中的行星很熱，但在從地球拍攝的圖像中，它們的恆星卻掩蓋了它們的光芒。然而，如果沒有大氣層來遮蓋周圍的光線，JWST 的日冕儀可以更有效地阻擋恆星的光線，從而使行星足夠清晰，我們甚至可以看到特定的氣體。
JWST 鑑定出二氧化碳的存在當它經過我們和它的恆星之間時，但這被認為是間接探測，注意到恆星光譜中的吸收線。相比之下，最新的發現是直接的，觀察到與二氧化碳相關的特定顏色。
也就是說，當要在岩石行星的大氣中尋找二氧化碳和更能表明生命存在的氣體時，我們可能會依賴間接方法。
即使在數十億年的時間裡，這些行星都不再適合生命存在，但這並不意味著它們不會影響其係統的宜居性。巴爾默指出，除了未來衛星上存在生命的可能性之外，“如果這些巨大的行星像保齡球一樣穿過太陽系，它們要么會對像我們這樣的行星產生真正的破壞、保護，要么兩者兼而有之，所以更多地了解它們的形成是了解未來類地行星的形成、生存和宜居性的關鍵一步。”
作者還慶祝了 JWST 能夠識別 HR 8799e 二氧化碳賦予的顏色這一事實，HR 8799e 是該系統四顆已知行星中最裡面的一顆，因此也是最難與恆星的眩光區分開的一顆。
該研究發表於天文雜誌。
