JWST 发现 HR 8799 的四颗已知行星上存在二氧化碳，这是天文学家用来探索我们自己系统形成的系统的一部分。结果与太阳系巨行星形成的模型一致。
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行星形成有两种模型，即自上而下和自下而上。人们认为太阳系中的行星，包括木星和土星，采取了自下而上的路径，从建造固体核心开始。就气态巨行星而言，它们随后被氢和氦包围，达到了巨大的尺寸。
天文学家不太确定这一现象的普遍性，因此观察其他系统中的这一过程很重要。这大约有3000万年的历史。它距离我们也有 130 光年，接近处于如此有趣的发展阶段的恒星系统的标准。
通常情况下，即使使用 JWST，我们也无法在这个距离直接看到行星，但 HR 8799 系统中的行星非常年轻，在形成过程中仍然非常热。因此，它们产生足够的红外辐射，可以直接看到。甚至还有一个视频。
看到行星是一回事，但 JWST 可以走得更远。它检测每颗行星的独特颜色，通过告诉我们哪些波长被吸收来揭示其上层的成分。
约翰·霍普金斯大学博士生威廉·巴尔默是一项研究的第一作者，该研究将该系统的观测结果与 JWST 对该系统的观测结果与一个更接近、更年轻的系统的观测结果进行了比较，。
巴尔默在一份报告中说：“通过发现这些强烈的二氧化碳特征，我们已经证明这些行星的大气层中存在相当大比例的重元素，例如碳、氧和铁。”陈述。 “鉴于我们对它们绕轨道运行的恒星的了解，这可能表明它们是通过核心吸积形成的，对于我们可以直接看到的行星来说，这是一个令人兴奋的结论。”
如果自上而下形成，行星将具有与其恒星相似的成分。事实证明，测量 HR 8799 中比氦重的元素比例异常困难，但我们认为不会这么高。
这些观测结果对51 Eridani b（该系统唯一已知的行星）的揭示要少得多，但确实支持了之前的怀疑，即它有一个非常偏心（拉长）的轨道。
51 Eridani b 对其成分的披露较少，但至少我们正在了解这样一颗年轻行星的轨道。
图片来源：NASA、ESA、CSA、STScI、W. Balmer (JHU)、L. Pueyo (STScI)、M. Perrin (STScI)
除了二氧化碳之外，JWST 还发现行星之间的一氧化碳和甲烷含量不同，这暗示了它们形成的差异。
“我们还有其他证据表明这四颗 HR 8799 行星是通过这种自下而上的方法形成的，”该研究的共同领导者、太空望远镜科学研究所的 Laurent Pueyo 博士说。 “对于我们可以直接成像的长周期行星来说，这种情况有多常见？我们还不知道，但受二氧化碳诊断的启发，我们提出更多的韦伯观测来回答这个问题。”
尽管这些系统中的行星很热，但在从地球拍摄的图像中，它们的恒星却掩盖了它们的光芒。然而，如果没有大气层来遮盖周围的光线，JWST 的日冕仪可以更有效地阻挡恒星的光线，从而使行星足够清晰，我们甚至可以看到特定的气体。
JWST 鉴定出二氧化碳的存在当它经过我们和它的恒星之间时，但这被认为是间接探测，注意到恒星光谱中的吸收线。相比之下，最新的发现是直接的，观察到与二氧化碳相关的特定颜色。
也就是说，当要在岩石行星的大气中寻找二氧化碳和更能表明生命存在的气体时，我们可能会依赖间接方法。
即使在数十亿年的时间里，这些行星都不再适合生命存在，但这并不意味着它们不会影响其系统的宜居性。巴尔默指出，除了未来卫星上存在生命的可能性之外，“如果这些巨大的行星像保龄球一样穿过太阳系，它们要么会对像我们这样的行星产生真正的破坏、保护，要么两者兼而有之，所以更多地了解它们的形成是了解未来类地行星的形成、生存和宜居性的关键一步。”
作者还庆祝了 JWST 能够识别 HR 8799e 二氧化碳赋予的颜色这一事实，HR 8799e 是该系统四颗已知行星中最里面的一颗，因此也是最难与恒星的眩光区分开的一颗。
该研究发表于天文杂志。
