Космический телескоп имени Джеймса Уэбба обнаружил потенциальную новую экзопланету всего в 4 световых годах от Земли

Кандидат на газового гиганта вращается вокруг Альфы Центавра А, ближайшей звезды, очень похожей на наше Солнце.

Представление художника, показывающее, как мог бы выглядеть газовый гигант, вращающийся вокруг звезды Альфа Центавра А. (Изображение предоставлено: NASA, ESA, CSA, STScI, Роберт Л. Хёрт.

Астрономы, использующие космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST), обнаружили убедительные доказательства существования новой экзопланеты, вращающейся вокруг Альфы Центавра A, ближайшей к Земле звезды солнечного типа, давно являющейся привлекательной целью для поиска миров
за пределами нашей Солнечной системы. Она расположена всего в четырёх световых годах от нас, в тройной звёздной системе Альфа Центавра.

Альфа Центавра, расположенная в далекой южной части неба, состоит
из двойной звезды Альфа Центавра A и Альфа Центавра B, похожих на Солнце, и слабого красного карлика Проксима Центавра. Альфа Центавра A — третья
по яркости звезда на ночном небе. Хотя вокруг Проксимы Центавра вращаются три подтверждённые планеты, подтвердить наличие других планет вокруг Альфы Центавра A и Альфы Центавра B оказалось непросто.

Используя инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI) исследовательского центра JWST, команда получила изображения Альфы Центавра с коронографической* маской, которая устраняет блики от звёзд ,
что позволило им увидеть гораздо более тусклые объекты, такие как планеты. Это позволило обнаружить потенциальный орбитальный мир, примерно
в 10 000 раз более тусклым, чем Альфа Центавра A.

Если гипотеза подтвердится, эта планета окажется ближайшей к Земле
из планет, вращающихся в обитаемой зоне звезды, подобной Солнцу.
Однако, поскольку потенциальная планета является газовым гигантом, учёные утверждают, что на ней невозможна жизнь в том виде, в каком мы её знаем.

Для начала, наверняка вызовется интерес у поклонников научной фантастики — в конце концов, вымышленная луна Пандора из серии фильмов «Аватар» вращается вокруг газового гиганта, который вращается вокруг
Альфа Центавра А.

Но и в сфере науки есть немало интриг. Находясь на расстоянии всего двух астрономических единиц от своей звезды (вдвое большем расстоянии от Земли до Солнца ), кандидат на планету, если существование планеты будет подтверждено, окажется ближайшей к своей звезде из всех когда-либо наблюдавшихся. Кроме того, это будет первая планета, полученная в результате исследования вокруг звезды, чей возраст и температура совпадают
с возрастом Солнца.

Изображение A: Панель Альфа Центавра 3 (DSS, Hubble, Webb)

На этом изображении показана звёздная система Альфа Центавра, полученная с нескольких наземных и космических обсерваторий: цифрового обзора неба (DSS), космического телескопа «Хаббл» (НАСА) и космического телескопа «Джеймс Уэбб» (НАСА). Альфа Центавра A — третья по яркости звезда на ночном небе и ближайшая к Земле звезда, похожая на Солнце. На наземном изображении с DSS тройная система представлена как единый источник света, в то время как «Хаббл» разделяет две звезды, похожие на Солнце, в системе: Альфа Центавра A и Альфа Центавра B. Изображение, полученное с MIRI (инструмента среднего инфракрасного диапазона) телескопа «Уэбб», который использует коронографическую маску для блокировки яркого свечения Альфы Центавра A, показывает наличие потенциальной планеты, вращающейся вокруг звезды.

Несколько раундов тщательно спланированных наблюдений, проведенных Уэббом, тщательный анализ исследовательской группой и обширное компьютерное моделирование помогли определить, что источником, видимым на снимке Уэбба, скорее всего, является планета, а не фоновый объект (например, галактика), объект переднего плана (пролетающий астероид)
или другой артефакт детектора или изображения.

Первые наблюдения системы состоялись в августе 2024 года. Для блокировки света Альфа Центавра A использовалась коронографическая маска на борту MIRI. Хотя дополнительная яркость соседней звезды-компаньона Альфа Центавра B усложняла анализ, команде удалось вычесть свет от обеих звезд
и обнаружить объект, более чем в 10 000 раз более слабый,
чем Альфа Центавра A, и расположенный на расстоянии, примерно в два раза превышающем расстояние между Солнцем и Землей.

Изображение B: Панель Альфа Центавра 3 (деталь изображения Webb MIRI)

Это трехпанельное изображение запечатлело наблюдательный поиск планеты космическим телескопом NASA James Webb вокруг ближайшей солнцеподобной звезды, Альфа Центавра A. На исходном изображении показаны яркие блики Альфы Центавра A и Альфы Центавра B, а на средней панели показана система с коронографической маской, надетой на Альфу Центавра A, чтобы заблокировать ее яркие блики. Однако то, как свет преломляется вокруг краев коронографа, создает световую рябь в окружающем пространстве. Оптика телескопа (его зеркала и опорные конструкции) заставляют часть света интерферировать, создавая круговые и спицевидные узоры. Эти сложные световые узоры, наряду со светом от близлежащей Альфы Центавра B, невероятно затрудняют обнаружение слабых планет. На панели справа астрономы вычли известные узоры (используя опорные изображения и алгоритмы), чтобы очистить изображение и выявить слабые источники, подобные кандидату на планету.

«Учитывая близость этой системы к нам, обнаружение любых экзопланет предоставит нам прекрасную возможность собрать данные о планетных системах, отличных от нашей», — заявил Чарльз Бейхман, исполнительный директор Института экзопланетологии NASA при Калифорнийском технологическом институте (Caltech) и старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии.

Хотя первоначальное обнаружение было многообещающим, исследовательской группе требовалось больше данных для окончательного вывода. Однако дополнительные наблюдения системы в феврале и апреле 2025 года (с использованием ректора по времени ) не выявили никаких объектов, подобных обнаруженному в августе 2024 года.

«Мы столкнулись с исчезновением планеты! Чтобы раскрыть эту тайну,
мы использовали компьютерные модели для моделирования миллионов потенциальных орбит, используя знания, полученные как при наблюдении планеты, так и при её отсутствии», — рассказала аспирантка Аникет Санги.
из Калифорнийского технологического института в Пасадене, штат Калифорния. Санги является одним из первых авторов двух статей, посвящённых исследованию группы.

В ходе моделирования группа учла как наблюдение потенциального кандидата в экзопланеты Очень Большим Телескопом Европейской Южной Обсерватории в 2019 году, так и новые данные от Уэбба, а также рассмотрела орбиты,
которые были бы гравитационно стабильны в присутствии Альфы Центавра B, что означало бы, что планета не будет выброшена из системы.

Исследователи говорят, что отсутствие обнаружения во втором и третьем раундах наблюдений с Уэббом не является чем-то удивительным.

«Мы обнаружили, что в половине возможных смоделированных орбит планета приближалась слишком близко к звезде и не была бы видна Уэббу ни в феврале, ни в апреле 2025 года», — сказал Санги.

Изображение C: Альфа Центавра, кандидат в планеты (концепция художника)

Эта концепция художника показывает, как мог бы выглядеть газовый гигант, вращающийся вокруг Альфа Центавра A. Наблюдения за тройной звёздной системой Альфа Центавра с помощью космического телескопа НАСА «Джеймс Уэбб» указывают на потенциальный газовый гигант, масса которого примерно равна массе Сатурна, вращающийся вокруг звезды на расстоянии, примерно равном расстоянию между Солнцем и Землёй. На этой концепции Альфа Центавра A изображена в верхнем левом углу планеты, а другая звезда системы, похожая на Солнце, Альфа Центавра B, — в верхнем правом углу. Наше Солнце изображено как небольшая светящаяся точка между этими двумя звёздами.

На основании наблюдений за яркостью планеты в среднем инфракрасном диапазоне и моделирования орбиты исследователи говорят, что это может быть газовый гигант, масса которого приблизительно равна массе Сатурна, вращающийся вокруг Альфы Центавра А по эллиптической траектории, расстояние между которой и Солнцем составляет от 1 до 2 расстояний.

«Если информация подтвердится, потенциальная планета, обнаруженная
на снимке Альфы Центавра A, полученном телескопом «Уэбб», станет новой вехой в исследованиях экзопланет», — говорит Санги. «Из всех планет,
чьи изображения были получены напрямую, эта находится ближе всего
к своей звезде. Она также наиболее близка по температуре и возрасту
к планетам-гигантам нашей Солнечной системы и ближе всего к нашей планете, Земле», — говорит он. «Само её существование в системе из двух близко расположенных звёзд поставило бы под сомнение наше понимание того, как планеты формируются, выживают и развиваются в хаотичных условиях».

Если результаты исследования подтвердятся дополнительными наблюдениями, они могут изменить будущее науки об экзопланетах.

«Это станет краеугольным камнем науки об экзопланетах, предоставив Уэббу и другим обсерваториям множество возможностей для детального изучения», — сказал Бейхман.

*выброс корональной массы (CME) — процесс выброса большого количества вещества из атмосферы Солнца в солнечный ветер и межпланетное пространство.

Информация взята с сайта nasa.gov и space.com

Спасибо, что ознакомились, ваш Павел М.