Астрономы обнаружили самую тусклую планету, когда-либо запечатленную с Земли

Фото из открытых источников

Международная группа астрономов сообщила об обнаружении третьей планеты, вращающейся вокруг Бета Пикторис, второй по яркости звезды южного созвездия Пиктор (Мольберт). Новая планета более 10 лет играла в прятки с астрономами. Результаты исследования были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters .

Бета Пикторис b была одной из первых экзопланет, полученных методом прямого снимка, и она довольно яркая. Мы знали, что в системе также присутствует вторая планета, Бета Пикторис c, которая находится на расстоянии 63 световых лет от нас. Оказалось, что яркость Бета Пикторис b скрывала признаки третьей планеты-компаньона, гораздо более тусклого мира, который мы теперь знаем как Бета Пикторис d.  

«Мы обнаружили третью экзопланету, вращающуюся вокруг Бета Пикторис, очень известной системы экзопланет», — рассказал соавтор нового исследования Бен Сатлифф из Эдинбургского университета. «Это была первая система, в которой мы когда-либо получили изображение околозвездного диска из обломков, а также система, в которой была обнаружена Бета Пикторис b, одна из первых планет, получивших прямое изображение».

Новая планета Бета Пикторис d — самая тусклая планета, когда-либо сфотографированная непосредственно с Земли. Она намного легче других планет, сфотографированных таким образом. В то время как две другие планеты в системе примерно в 10 раз превосходят Юпитер по массе, эта планета всё ещё является газовым гигантом, но её масса всего в 2,4 раза больше. Она также вращается вокруг гораздо большего расстояния, совершая оборот вокруг звезды — которая намного больше и ярче нашего Солнца — каждые 91 год. Это огромный орбитальный оборот. Большинство известных газовых гигантов-экзопланет вращаются вокруг своих звёзд за дни или недели. 

Изначально команда планировала исследовать Бета Пикторис b, используя инструмент ERIS на Очень большом телескопе (VLT) Европейской южной обсерватории для непосредственного получения изображений и изучения изменений экзопланеты с течением времени. Однако, изучив полученные изображения, они поняли, что видят там нечто иное. 

Сатлифф подчеркнул, насколько это открытие является техническим достижением. Другие методы обнаружения экзопланет используют свет звезды и наблюдение изменений, вызванных колебаниями, когда планеты притягивают свои звезды, или транзитом, когда планета затмевает небольшую часть звезды.

Для прямого изображения необходимо видеть планету, поэтому она должна быть достаточно яркой, чтобы быть видимой на фоне своей яркой звезды, а также, в данном случае, на фоне своих спутников. 

«Она в 100 раз тусклее, чем Бета Пикторис b», — сказал Сатлифф. «Очень интересно, что мы можем попытаться обнаружить более тусклые и менее массивные экзопланеты с помощью прямого изображения».

Чтобы подтвердить свои открытия, они использовали новые методы обработки архивных данных, просмотрев архивные наблюдения ESO, и обнаружили, что планета скрывалась в этих архивах на протяжении десятилетий.

Эта система — лишь вторая многопланетная система, в которой непосредственно наблюдаются более двух планет. Первая называется HR 8799. Многопланетные системы невероятно важны для изучения эволюции планет и того, как их местоположение и масса могут влиять на этот процесс.

«Если они образовались в одной и той же системе, значит, они образовались из одного и того же материала; все они примерно одного возраста», — сказал Сатлифф. «Это действительно позволяет нам понять, как способ и место образования этих планет могут влиять на то, какими они станут в дальнейшем».

В работе также подчеркивается важность повторного исследования известных объектов и систем, поскольку никогда не знаешь, что могло быть упущено при использовании более старых инструментов и методов.

«Иногда в старых данных или в хорошо известных системах еще можно найти сокровища, которые ждут своего открытия», — сказал Сатлифф.

Эта идея пришла в голову не только команде под руководством Сатлиффа и Маркуса Бонсе, астронома из Европейской южной обсерватории (ESO) в Германии. Независимая группа под руководством Эйдана Гиббса из Калифорнийского университета также использовала телескоп JWST для обнаружения этой планеты.

Хотя команда Сатлиффа-Бонса смогла лучше понять орбиту системы, наблюдения с помощью телескопа JWST позволили получить представление об атмосфере планеты, которая, по-видимому, богата углекислым газом.

Для характеристики этой новой планеты потребуются дополнительные исследования этой системы. Возможно, здесь скрываются и другие планеты. Телескопы следующего поколения, которые начнут работу в ближайшие несколько лет – Чрезвычайно большой телескоп Европейской южной обсерватории (ESO) (ELT) и Гигантский телескоп Магеллана, которые должны быть способны напрямую получать изображения каменистых миров, – могут обнаружить больше планет, скрывающихся в этой и других системах.

«Я нисколько не удивлюсь, если в Бета Пикторис есть каменистые планеты», — сказал Сатлифф. «С помощью ELT, гигантского телескопа Магеллана, возможно, мы сможем начать обнаруживать и их!»