На сегодня удалось подтвердить существование тысяч экзопланет, но лишь около 25 из них получилось запечатлеть напрямую. Причем из них лишь шесть объектов старше 100 миллионов лет. И вот, наконец, ученые смогли сделать снимок взрослой экзопланеты.
Иллюстрация холодного газового гиганта у красного карлика. На снимках «Джеймса Уэбба» он выглядит точкой. Судя по полученным данным, это газовая планета, похожая на Юпитер / © T. Müller, MPIA/HdA
В июле 2023 года с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» астрономы сделали снимки небольшой тройной системы Эпсилон Индейца, расположенной примерно в 12 световых годах от нас. Ее главная составляющая — оранжевый карлик, излучающий в семь раз меньше света, чем Солнце. Рядом с ним есть пара коричневых карликов. На момент открытия в 2003 году они стали ближайшими известными к нам объектами такого рода. Наконец, ученые предполагали, что в системе есть экзопланета.
Предполагаемая ранее экзопланета должна была быть в три раза массивнее Юпитера и летать на расстоянии около 8,8 астрономической единицы от звезды (астрономической единицей называют среднее расстояние от Земли до Солнца). В масштабах Солнечной системы — чуть ближе, чем Сатурн. Именно ее планировали найти авторы новой научной работы, когда запросили серию наблюдений на «Джеймсе Уэббе». Наблюдения вели с помощью инструмента MIRI в среднем и длинном инфракрасном диапазонах волн.
Оказалось, в системе действительно есть планета. Вот только, согласно новым данным, она в 6,3 раза массивнее Юпитера и летает в среднем на расстоянии примерно 28 астрономических единиц. В наших масштабах — чуть ближе, чем Нептун. Причем орбита у объекта достаточно вытянутая.
По данным «Джеймса Уэбба», невозможно однозначно утверждать, что в системе нет другой планеты. Тем не менее авторы новой работы посчитали, что в предыдущие расчеты просто вкралась ошибка. Поэтому обнаруженному объекту присвоили название той предполагаемой экзопланеты — Эпсилон Индейца Ab. Статья с анализом данных наблюдений и описанием объекта опубликована в журнале Nature.
Возраст системы Эпсилон Индейца, по последним оценкам, от 3,5 до 5,7 миллиарда лет, что сопоставимо с возрастом Солнечной системы. Ранее астрономам удавалось запечатлеть лишь гораздо более молодые экзопланеты, в большинстве своем младше 100 миллионов лет. Причина проста: они более горячие, поэтому яркие.
Судя по отраженному свету и результатам компьютерного моделирования, температура планеты — приблизительно 1,85 градуса Цельсия (275 кельвинов). С другой стороны, спектр излучения не совсем совпадает с прогнозом модели. Возможно, в атмосфере Эпсилон Индейца Ab присутствует плотный слой облаков или сильная дымка. В ней высокое содержание элементов, тяжелее водорода и гелия.
Это самая холодная экзопланета из тех, которые удалось поймать напрямую на снимках. Ее температура сопоставима с температурой самого холодного коричневого карлика (WISE 0855), свободнолетающего в межзвездном пространстве.
Так система Эпсилон Индейца, состоящая из звезды, экзопланеты и двух коричневых карликов, стала еще более любопытным объектом для дальнейших наблюдений. Авторы отметили, что ее можно считать «лабораторией» для изучения объектов, которые по размеру и массе меньше звезд, но сформировались в одно время и одном месте.
Чтобы уточнить параметры этой холодной и взрослой экзопланеты и лучше оценить ее состав и поведение атмосферы, необходимо продолжать наблюдения. Кроме того, нужно искать другие подобные тела. Возможно, их удастся «поймать» в процессе уже запланированных наблюдений за потенциальными «соседями» двух белых карликов и системами ближайших к Солнцу звезд.
