Эпсилон Индии Ab - самая холодная и старейшая экзопланета, полученная на сегодняшний день, что показывает потенциально интригующее сочетание молекул в ее атмосфере. Это также не та планета, которую ожидали обнаружить астрономы.
Случай космической ошибки идентификации привел к тому, что астрономы обнаружили новую экзопланету там, где должна была быть старая. Планета Эпсилон Индии Ab теперь занимает место планеты с таким же обозначением, которая, как выясняется, не существует.
Об этом странном случае, который кажется поворотом сюжета Закона и порядка, сообщается сегодня в Nature, и основан на наблюдениях с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), которые также включают в себя невероятный подвиг: прямое изображение холодной, более старой планеты вдали от своей звезды.
Фактически, Эпсилон Ind Ab в настоящее время является самой холодной экзопланетой, когда-либо получавшей изображения напрямую, с помощью метода, который блокирует свет звезды-хозяина, позволяя проникать скудному свету планеты. Все ранее полученные астрономами изображения экзопланет молоды — им менее нескольких сотен миллионов лет — и, следовательно, горячие (и яркие) из-за оставшегося тепла от их образования. Но Эпсилон Инди А, домашняя звезда недавно обнаруженной планеты, примерно такого же возраста, как Солнце. Кроме того, она находится в двойной системе с коричневым карликом, что делает эту группу особенно интересной для изучения.
Устанавливаем рекорд
Планета вокруг Эпсилона Инди А ранее была обнаружена с помощью двух похожих, но независимых методов: астрометрии, которая отслеживает визуальные отклонения в положении звезды, вызванные притяжением планеты по орбите, и радиальной скорости, которая отслеживает смещения света от звезды, когда планета притягивается к своей родительнице.
Ранее обнаруженная планета, по оценкам, примерно в три раза больше массы Юпитера и вращается примерно на 70процентов дальше от своей звезды, чем Юпитер, или почти в девять раз дальше расстояния между Землей и Солнцем.
Глядя с помощью прибора JWST в средней инфракрасной области (MIRI), команда вместо этого обнаружила планету, которая не соответствует этим характеристикам. Начнем с того, что она намного массивнее, примерно в 6,3 раза превышая массу Юпитера. Ее орбита примерно в 28 раз больше расстояния Земли от Солнца, что в три раза отличается от первоначальной “находки”.
Более того, астрономы полагают, что это единственная массивная планета в системе, исключая возможность того, что ранее обнаруженная планета массой в три Юпитера все еще скрывается там, готовая к тому, что ее заметят.
“Эта планета объясняет все данные, и это единственная планета, существование которой мы видим прямо сейчас в системе”, - говорит ведущий автор исследования Элизабет Мэтьюз из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия. “Кроме того, планета, по-видимому, имеет эксцентричную орбиту, что исключает возможность обращения других планет на близлежащих орбитах, [поскольку] все, что пересекает орбиту этой эксцентричной планеты, определенно не было бы динамически стабильным”.
Однако Мэтьюз говорит, что это не исключает наличия в системе каменистых планет размером с Нептун или меньших по размеру, которые может быть сложнее обнаружить.
Что - то витает в воздухе
Но астрономы действительно взволнованы этой системой по другой причине. Поскольку Эпсилон Indi Ab яркий и находится далеко от своей звезды, должно быть легко отделить его свет от света звезды-хозяина, чтобы выяснить, что находится в атмосфере планеты. Первоначальные наблюдения показывают, что в атмосфере на удивление много ”металлов" — термин, который астрономы используют для обозначения любого элемента тяжелее гелия и необычный для планеты такой массы. Согласно статье, атмосфера Epsilon Indi Ab, по-видимому, содержит “значительный” метан, аммиак, углекислый газ и монооксид углерода; однако эти результаты являются предварительными.
Команда выделила дополнительное время для наблюдений на JWST для дальнейшего изучения планеты, включая ее атмосферные свойства.
“Что касается свойств экзопланеты, то важным выводом является то, что планета ярче, чем мы ожидали, в среднем инфракрасном диапазоне, и даже слабее, чем мы ожидали, на более коротких длинах волн”, - говорит Мэтьюз. “Мы предположили, что это может означать, что в ее атмосфере много молекул или много облачного покрова в верхних слоях атмосферы планеты”.
Кроме того, методы, которые команда использовала для поиска и изучения планеты до сих пор — которые включали использование JWST наряду с более старыми измерениями лучевой скорости для определения характеристик планеты и ее орбиты — могут предоставить мощные инструменты для понимания экзопланет в будущем.
“Это наблюдение - отличная демонстрация того, насколько хорошо JWST работает в этом научном направлении, так что, надеюсь, это послужит стимулом для новых наблюдений такого типа”, - говорит Мэтьюз.
