Астрономы обнаружили уже более 5700 экзопланет. Но, как это ни парадоксально, они не видели большинство из них напрямую. Потому что так работают методы обнаружения далёких миров: измерение лучевых скоростей и транзита. Они позволяют говорить о наличии планет у других звёзд только по косвенным признакам.
По этой причине учёные на данный момент смогли увидеть только 25 планет непосредственно как точку света возле звезды. Однако почти все эти планеты представляют собой очень молодые миры, находящиеся в процессе формирования. И они сильно отличаются от планет Солнечной системы.
Причина такого отличия проста: для того, чтобы иметь возможность увидеть экзопланету напрямую, она должна, во-первых, находиться очень далеко от своей звезды, чтобы не быть ослеплённой её яркостью. Во-вторых, чтобы такой мир можно было обнаружить в видимом или ближнем инфракрасном диапазоне, он должен светиться сам по себе. А это, в свою очередь, означает, что температура планеты должна быть очень высокой. Поэтому астрономы и видят напрямую только «новорождённые» молодые миры.
Но космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) явился к нам, чтобы всё изменить. Этот прекрасный инструмент умеет наблюдать Вселенную в среднем инфракрасном диапазоне, и может видеть планеты напрямую, при этом их температура не должна быть обязательно очень высокой.
JWST способен обнаруживать относительно «взрослые» и холодные планеты, похожие на планеты Солнечной системы.
И недавно телескоп открыл список экзопланет, наблюдаемых непосредственно с его помощью. Это Эпсилон Индейца Аb, газовый гигант, расположенный на расстоянии 12 световых лет от Земли. Этот мир имеет массу, в несколько раз превышающую массу Юпитера.
Экзопланета вращается вокруг звезды Эпсилон Индейца А (также именуемой HD209100 или HIP108870). Это звезда K-типа, более холодная и менее массивная, чем Солнце, (76% его массы), которая является частью тройной системы. Отсюда и буква «А» в её названии. Два других члена системы являются коричневыми карликами, которые были открыты в 2003 году.
Хотя расчёты возраста звёзд дело полное неопределённостей, астрономы считают, что возраст Эпсилон Индейца А, и обнаруженной экзопланеты, более или менее такой же, как у Солнечной системы – от 3,5 до 5,7 миллиарда лет.
JWST обнаружил Эпсилон Индейца Аb с помощью прибора MIRI, который работает в среднем инфракрасном диапазоне. Поэтому он и смог увидеть этот мир, несмотря на то, что его средняя температура составляет всего 2 градуса Цельсия.
У MIRI также есть коронограф, который может блокировать свет звезды, что в этом случае сделать относительно легко благодаря тому факту, что Эпсилон Индейца Аb находится не очень далеко от Земли по космическим меркам – всего в 12 световых годах от Солнечной системы. MIRI получил два изображения экзопланеты на длинах волн – 10,65 и 15,55 микрон.
Обнаруженный мир – 12-я по расстоянию от Земли экзопланета, и самая близкая из них, масса которой превышает массу Юпитера. Изначально это космическое тело было обнаружено с помощью метода лучевых скоростей, поэтому оно было прекрасным кандидатом на непосредственное наблюдение с помощью JWST, учитывая его размер, расстояние от звезды и относительную близость к Солнечной системе.
Экзопланета оказалась горячее, чем ожидалось. И хотя её температура составляет всего 2 ºC, это примерно на 100 ºC выше средней температуры Юпитера. Это позволяет предположить, что масса космического объекта примерно в шесть раз превышает массу Юпитера, и что она почти вдвое больше, чем измеренная методом лучевых скоростей.
Орбита Эпсилон Индейца Аb тоже сильно отличается от предполагаемой ранее. Она эллиптична, и проходит на расстоянии от 20 до 40 а.е от родительской звезды.
Поскольку характеристики экзопланеты сильно отличаются от ожидаемых, вместо подтверждения открытия вполне можно говорить о «повторном открытии» Эпсилон Индейца Аb телескопом JWST.
На самом деле можно даже предположить, что, возможно, планета, наблюдаемая JWST, вовсе не та, которая предсказывалась ранее по результатам использования метода лучевых скоростей. Однако астрономы исключили наличие другого газового гиганта на орбите, аналогичной ранее рассчитанной.
JWST не смог наблюдать Эпсилон Индейца Аb на более коротких волнах (от 3,5 до 5 микрон). Это говорит о том, что атмосфера газового гиганта может быть покрыта облаками, или состоять из соединений с относительно тяжёлыми элементами, такими как углерод (метан, углекислый газ или угарный газ), которые «затемняют» планету в этом диапазоне спектра.
Как мы уже говорили, все 25 планет, наблюдаемых непосредственно на сегодняшний день, молоды. Всем им менее 500 миллионов лет (и из этих 25 19 имеют возраст менее 100 миллионов лет). Эпсилон Индейца Аb — первый мир, похожий на планету Солнечной системы, который астрономы смогли увидеть напрямую, хотя и через инфракрасные глаза крупнейшего космического телескопа в истории человечества.
Звезда Эпсилон Индейца имеет звёздную величину 4,83, и её можно увидеть невооружённым глазом из Южного полушария.
Поэтому каждый из нас теперь может указать на звезду на небе и сказать: «Там есть планета, которую люди видели своими глазами».
Всем добра.