Космический телескоп «Джеймс Уэбб» передал первое прямое изображение планеты, вращающейся вокруг далекой звезды. На изображении показан газовый гигант, классифицированный как HIP 65426 b. Масса планеты от шести до двенадцати масс Юпитера, но она моложе и намного горячее. Эти наблюдения демонстрируют способность телескопа «Уэбб» напрямую наблюдать за экзопланетами.
Астрономы использовали космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST), чтобы получить прямое изображение планеты за пределами нашей Солнечной системы. Планета HIP 65426 b, ведь речь идет именно о ней, была открыта в 2017 году с помощью прибора SPHERE, который находится на Очень Большом Телескопе Европейской Южной обсерватории. Первые изображения газового гиганта были сделаны в ближнем инфракрасном диапазоне. Однако изображения, полученные JWST в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне (от 5 до 28 микрон), выявили новые детали, которые наземные телескопы не смогли бы обнаружить.
Данные недавних наблюдений все еще находятся в стадии анализа, поэтому рецензируемая научная публикация появится позднее. В настоящее время исследование можно найти в базе данных препринтов arXiv (arXiv: 2208.14990).
HIP 65426 b
Слабое свечение газового гиганта было запечатлено рядом с молодой звездой на расстоянии около 350 световых лет.
Это поворотный момент не только для «Уэбба», но и для астрономии в целом», — говорит Саша Хинкли из Эксетерского университета в Великобритании.
Изображение, полученное через четыре различных фильтра, показывает способность «Уэбба» наблюдать за мирами за пределами нашей Солнечной системы в инфракрасном диапазоне, что прокладывает путь для будущих исследований, которые откроют больше информации об экзопланетах.
HIP 65426 b — газовый гигант, похожий на Юпитер, но гораздо более массивный. Его масса составляет примерно от шести до двенадцати масс Юпитера, но дальнейший анализ может еще больше сузить диапазон. HIP 65426 b — молодая планета, ей от 15 до 20 миллионов лет. Для сравнения, Земле примерно 4,5 миллиарда лет. Планета примерно в 100 раз дальше от своей родительской звезды, чем Земля от Солнца, поэтому астрономы, используя огромную разрешающую силу «Уэбба», смогли легко разделить планету и звезду.
Наземные телескопы, хотя HIP 65426 b была обнаружены благодаря ими, не смогли зафиксировать большую часть информации, которую астрономы получили с помощью изображений «Уэбба», из-за послесвечения земной атмосферы. Недавние наблюдения выявили детали химического состава атмосферы планеты, которая кажется красноватой из-за минералов, называемых силикатами, образующих в атмосфере мелкую пыль. Возможности наблюдения в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне дали астрономам лучшее понимание того, сколько энергии излучает атмосфера планеты. Это, в свою очередь, позволило им использовать модели звездной эволюции для определения ее массы в 7 раз и радиуса в 1,45 раза больше, чем у Юпитера.
Прямые изображения экзопланет
Камера ближнего инфракрасного диапазона, установленная на телескопе «Уэбба» (NIRCam), и прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) оснащены коронографами — устройствами, используемыми для блокирования света, исходящего от диска звезды, — что позволяет «Уэббу» делать прямые снимки некоторых экзопланет.
Это было действительно впечатляюще, насколько хорошо коронографы «Уэбба» работали, чтобы подавить свет от звезды-хозяина», — отмечает Хинкли.
Присутствие большинства экзопланет было установлено только косвенными методами, такими как метод транзита, при котором часть света родительской звезды блокируется планетой, проходящей впереди. Однако делать прямые снимки экзопланет оказалось сложнее, потому что звезды, вокруг которых вращаются планеты, намного ярче. HIP 65426 b в 10 000 раз темнее своей родительской звезды в ближнем инфракрасном свете. Так же и в среднем инфракрасном диапазоне.
На изображениях, созданных на основе данных, собранных «Уэббом», планета выглядит как крошечное пятнышко света немного другой формы рядом с гораздо более крупным и ярким объектом — звездой.
Получение этого изображения было похоже на выкапывание космического сокровища. Вначале все, что я видел, — это свет звезд, но, тщательно обработав изображение, я смог удалить этот свет и открыть для себя планету, — говорит Ааринн Картер из Калифорнийского университета в Санта-Круз, руководившая анализом изображения.
Думаю, самое интересное то, что мы только начали. Скоро появится еще много изображений экзопланет, которые сформируют наше общее представление об их физике, химии и процессах формирования. Мы даже можем открывать неизвестные ранее миры, — добавляет он.
На сегодняшний день официально наблюдалось более 5000 планет за пределами Солнечной системы. Однако непосредственно было заснято только около 20 из них. Тот факт, что «Уэббу» удалось сделать такие хорошие снимки HIP 65426 b, предполагает, что он сможет сфотографировать еще более мелкие планеты, размером с Сатурн или даже Нептун, вращающиеся вокруг других звезд. Это радикально улучшит научное понимание далеких планетных систем.
