С помощью космического телескопа астрономы по-новому взглянули на систему HR 8799, открытую около 15 лет назад. Такие длительные наблюдения позволили изучить объект в динамике.
Молодая система HR 8799 с околозвездным диском и планетами в представлении художника / © Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics
Звезда HR 8799 примерно в полтора раза массивнее Солнца и почти в пять раз ярче. Ей около 30 миллионов лет, и она по-прежнему окружена диском из обломков и пыли. Но главное — рядом летают четыре планеты массой от 5,7 до 9,1 массы Юпитера. Для сравнения: при массе свыше 13 масс Юпитера уже запускается термоядерная реакция, и объект попадает в категорию коричневых карликов.
У всех планет системы HR 8799 радиус чуть больше, чем у нашего газового гиганта (1,2 радиуса Юпитера). И летают они на расстоянии от 16 до 71 астрономической единицы от звезды с орбитальным периодом 45-460 земных лет. Сама система находится примерно в 133 световых годах от Земли.
Астрономам редко встречаются большие планеты, радиус орбиты которых больше пяти астрономических единиц, а тут их сразу несколько. Наблюдения на протяжении уже 15 лет дают ученым возможность изучить молодую систему в динамике, а с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» — еще и в высоком разрешении и среднем инфракрасном диапазоне. Именно на этом сделали акцент авторы нового исследования, которое будет опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
Как отметили ученые в своей работе, «средний инфракрасный диапазон критически важен для того, чтобы наложить независимые ограничения на оценку яркости, температуры и радиуса планет».
Благодаря данным инструмента MIRI телескопа «Джеймс Уэбб», наблюдавшего за системой в ноябре 2022 года, астрономы окончательно убедились, что ни одна из планет не является коричневым карликом, хотя такие сомнения были. Их температура — от 900 до 1300 кельвинов, причем самая дальняя планета HR 8799 b оказалась тусклее и холоднее, чем считалось. В атмосферах удалось засечь H2O и CO, а вот наличие метана — обязательного признака коричневых карликов — оказалось спорным.
Также наконец получилось увидеть околозвездный диск, который примечателен разделением на два пояса. Звучали версии, будто такое разделение спровоцировала пятая планета, но наблюдения «Джеймс Уэбб» показали, что эта пятая «планета» — далекая галактика.
Как показала практика, режим коронографа у инструмента MIRI оказался настолько чувствительным, что астрономам сложно разобраться в результатах наблюдений. Но авторы исследования уверены: эти проблемы можно решить калибровкой инструмента и разработкой методов «очистки» получаемых данных от шума и фоновых объектов.
