|
Телескоп Уэбба обнаружил скрытую планету
|
|
|
|
Астрономы, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, обнаружили гигантскую планету за пределами нашей Солнечной системы, называемую экзопланетой, скрывающуюся в одной из наиболее интенсивно изучаемых планетных систем в галактике Млечный Путь.
|
|
|
|
У молодой, расположенной неподалеку звезды Бета Пикторис уже были известны две гигантские планеты: Бета Пикторис b, одна из первых экзопланет, когда-либо непосредственно сфотографированных, и Бета Пикторис c. Новая обнаруженная Бета Пикторис d делает ее лишь второй известной планетной системой, содержащей по меньшей мере три сфотографированные планеты.
|
|
|
|
Однако, в отличие от Бета Пикторис b и c, Бета Пикторис d была обнаружена не путем идентификации яркой точки света, а путем обнаружения уникального химического отпечатка ее атмосферы — метода, который может изменить поиск миров вокруг других звезд.
|
|
|
|
«Это открытие добавляет еще один элемент к уже и без того захватывающей планетной системе», — сказал Эйдан Гиббс, ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале Astrophysical Journal Letters, и научный сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Диего.
|
|
|
|
«Бета Пикторис долгое время служила лабораторией для изучения того, как формируются и развиваются планетные системы, и теперь у нас есть еще одна планета, которая помогает нам рассказать эту историю».
|
|
|
|
|
|
|
Расположенная в 63 световых годах от Земли и возрастом около 23 миллионов лет, Бета Пикторис — это близлежащая система в Млечном Пути, которая предлагает редкую возможность увидеть взаимодействие между новорожденными планетами и диском пыли и обломков, оставшимся после их образования.
|
|
|
|
По оценкам команды, новооткрытая Бета Пикторис, вероятно, имеет массу как минимум вдвое больше массы Юпитера, что делает ее самой маленькой из трех известных планет-гигантов в системе. Моделирование предполагает, что она, вероятно, вращается вокруг своей звезды на расстоянии около 30 астрономических единиц, что сопоставимо с областью, занимаемой Нептуном в нашей Солнечной системе. У неё самая широкая орбита из трёх известных планет, но она всё ещё находится внутри внутреннего края диска обломков.
|
|
|
|
Хотя астрономы не искали другую планету с помощью телескопа Webb, Бета Пикторис d появилась во время того, как команда использовала спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) для изучения атмосферы Бета Пикторис b. В частности, они использовали интегральный полевой блок NIRSpec, который получает как изображение, так и спектр от каждого пикселя изображения.
|
|
|
|
«Мы не искали новую планету, — сказал Гиббс. — Мы пытались понять ту, о существовании которой уже знали. Затем в данных появился этот характерный сигнал там, где мы его не ожидали».
|
|
|
|
Этот сигнал представлял собой серию пиков и впадин в спектроскопических данных, где команда ожидала увидеть плавный спектр от света, отражающегося от пыли. Это был характерный рисунок линий поглощения монооксида углерода, разбросанных, как штрихкод, — ожидаемая особенность атмосфер гигантских планет.
|
|
|
|
Поскольку спектроскопия позволяет определить не только химический состав, но и движение объекта, команда смогла извлечь из данных радиальную скорость. Они установили, что скорость, положение и ориентация планеты относительно обломкового диска соответствуют планете, вращающейся вокруг Бета Пикторис, а не фоновой звезде или коричневому карлику с монооксидом углерода в атмосфере.
|
|
|
|
«В изображениях, полученных с помощью интегрального полевого детектора, неожиданно обнаружился яркий источник света, но мы научились не доверять ярким пятнам на изображениях», — сказал Жан-Батист Руффио, научный сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Диего и главный исследователь первых наблюдений телескопа Уэбба, в ходе которых было сделано это открытие.
|
|
|
|
«Это могут быть инструментальные артефакты или другие структуры в обломковом диске. Получив спектр одновременно с изображением, мы смогли быстро подтвердить наши подозрения».
|
|
|
|
Дополнительные наблюдения с помощью прибора MIRI (среднеинфракрасный инструмент) телескопа Webb, проведенные по запросу директора телескопа, выявили водяной пар и метан, что дополнительно подтвердило идентичность планеты и позволило получить более полное представление о ее атмосфере.
|
|
|
|
В отличие от традиционных методов получения изображений, спектроскопический подход позволил исследователям идентифицировать планету и начать изучение ее атмосферы с первого же наблюдения.
|
|
|
|
«Спектр содержит невероятное количество информации», — сказал Руффио. «Вы не просто узнаете, что это планета; вы сразу же начинаете изучать ее температуру, химический состав и движение».
|
|
|
|
Отдельное исследование с использованием изображений, проведенное Беном Сатлиффом из Эдинбургского университета и Маркусом Бонсе из Европейской южной обсерватории, дополняет результаты исследования данными с Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории и ближнеинфракрасной камеры (NIRCam) телескопа Webb и независимо подтвердило существование Beta Pictoris d.
|
|
|
|
Бета Пикторис d оставалась скрытой в течение многих лет, потому что она находится внутри одного из самых ярких известных дисков из обломков.
|
|
|
|
Пылевой диск действует как туман, рассеивая свет от звезды и затрудняя для обычных методов визуализации различение планет от окружающих структур. Метод спектроскопии с использованием телескопа Webb, разработанный командой, фактически игнорировал эту пыль, выделяя только узкие молекулярные сигнатуры, уникальные для планетной атмосферы.
|
|
|
|
Ученые говорят, что наличие планеты может помочь объяснить, почему знаменитый диск из обломков имеет такой резко очерченный внутренний край и другие загадочные структуры. Фактически, астрономы уже предсказывали существование планеты, подобной Бета Пикторис d, чтобы объяснить необычную структуру диска.
|
|
|
|
Помимо расширения нашего понимания Бета Пикторис, это открытие демонстрирует новый мощный способ поиска экзопланет.
|
|
|
|
Это первая планета, непосредственно сфотографированная с помощью спектроскопии среднего разрешения, демонстрирующая, что астрономы могут идентифицировать миры в сложных средах по их атмосферным «отпечаткам пальцев», а не полагаться исключительно на традиционную коронографическую визуализацию.
|
|
|
|
Исследователи планируют продолжить анализ наблюдений телескопа «Уэбб», чтобы точнее определить температуру планеты, состав атмосферы и орбиту, что позволит получить еще более детальное представление об одной из самых знаковых планетных систем в астрономии.
|
|
|
|
Источник
|
