Naukowcy od dawna zakładali, że planety niejako przejmują skład chemiczny po dyskach protoplanetarnych, w których się formują. Oznacza to, że stosunek pierwiastków, np. węgla do tlenu, w atmosferze młodej planety powinien odzwierciedlać stosunek węgla do tlenu w dysku protoplanetarnym. Takie założenie wydaje się całkowicie logiczne.
Najnowsze obserwacje PDS 70b, gazowego olbrzyma trzy razy większego od Jowisza, znajdującego się 369 lat świetlnych stąd, ujawniły znacznie niższy stosunek węgla do tlenu w porównaniu do składu chemicznego dysku, w którym planeta ta powstała. Ta nieoczekiwana rozbieżność sugeruje, że proces formowania się planet jest bardziej złożony, niż wcześniej sądzono.
PDS 70b jest wyjątkowym przypadkiem, ponieważ nadal jest osadzona w swoim dysku protoplanetarnym. Dzięki temu możemy wejrzeć w bardzo wczesny etap formowania się planety. Większość egzoplanet jest obserwowana po tym, jak same planety już się uformują, a po ich dyskach protoplanetarnych nie ma już śladu. W układzie PDS 70 znajdują się jednak dwie młode planety, PDS 70b i PDS 70c, wciąż otoczone materią, z której dopiero co powstały. Daje to cenną okazję do zbadania relacji między samą planetą a dyskiem, w którym powstała.
Czytaj także: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba rzuca nowe światło na planety sprzyjające życiu. Robi się ciekawie
Aby przeanalizować skład chemiczny PDS 70b i jej dysku, badacze przeanalizowali światło emitowane przez cały układ PDS 70. Każdy pierwiastek chemiczny znajdujący się w takim układzie pochłania i emituje światło o określonych długościach fal, pozostawiając po sobie ślad w świetle emitowanym przez gwiazdę centralną. Autorzy najnowszego opracowania stworzyli zaawansowaną technologię wykrywania tych słabych śladów, co pozwoliło im określić obfitość pierwiastków, takich jak woda i tlenek węgla w atmosferze planety.
Chociaż dokładny powód różnicy w składzie między planetą PDS 70b a otaczającym ją dyskiem wciąż jest tajemnicą. Naukowcy postawili jednak dwie interesujące hipotezy. Jedną z możliwości jest to, że PDS 70b uformowała się wcześnie, zanim dysk protoplanetarny został wzbogacony w węgiel. Druga natomiast mówi, że planeta mogła się rozrastać, gromadząc przede wszystkim lód i pył, które wyparowały przed włączeniem do planety, zmieniając ostateczny stosunek węgla do tlenu.
Czytaj także: To może być przełom. James Webb dostrzega ślady pierwszych w historii egzoksiężyców
Samo odkrycie ma jednak znaczenie szersze, nie tylko dla naszej wiedzy o tym jednym układzie planetarnym. Przypadek PDS 70b wskazuje bowiem wyraźnie, że proces formowania planet jest znacznie bardziej skomplikowany, niż dotychczas zakładaliśmy.
Astronomowie planują dalsze obserwacje układu PDS 70, w tym jego drugiej planety, PDS 70c. Nie zmienia to faktu, że do wyciągnięcia wniosków dotyczących ewolucji układów planetarnych naukowcy musieliby znaleźć i przeanalizować więcej młodych układów planetarnych na tym samym etapie ewolucji.