Обнаружена планета, которая формирует спиральные рукава вокруг своей звезды

Астрономы давно наблюдают протопланетные диски из газа и пыли вокруг очень молодых звезд. Часть из них имеет неожиданный облик — спиральные рукава. Предположения об их природе были: их списывали на гравитационное влияние крупной планеты, вращающейся в протопланетном диске и деформирующей его своей гравитацией. Однако до сих пор с обнаружением таких объектов были большие проблемы: молодые планетные системы сложно наблюдать — в основном в силу все тех же пыли и газа из диска.

Из 29 подходящих молодых звезд, расположенных достаточно близко от Земли, чтобы мы могли детально изучить их, восемь имеют отчетливые спиральные рукава внутри своего диска. Это было приписано гравитационному влиянию планет-гигантов, которые сформировались до формирования остальной части системы.

Доказать это было непросто, в том числе для MWC 758 — звездной системы в 500 световых годах от нас в созвездии Тельца. Однако теперь авторы статьи в журнале Nature Astronomy объявили об открытии планеты MWC 758c.

MWC 758b обнаружили в 2018 году, но последующие наблюдения не смогли подтвердить это. В конце концов открытие (она получила другой индекс, чтобы не путать ее с MWC 758b, чье существование все еще нельзя исключать) было сделано с помощью интерферометра Большого бинокулярного телескопа (LBT) в Маунт-Грэхеме, штат Аризона. LBTI выделяется среди других наземных телескопов тем, что может хорошо видеть и в инфракрасном диапазоне, и на видимых человеческому глазу длинах волн.

В видимом свете планета, подобная MWC 758b, настолько затмевается своей звездой, что у нас мало шансов увидеть ее. Однако в инфракрасном диапазоне заметить ее сильно проще: светимость в этой части спектра у планет-гигантов (достаточно молодых, чтобы еще не успеть остыть) может быть весьма заметной.

Чтобы увидеть MWC 758c, авторам пришлось изучать ее на больших длинах волн, чем это требовалось для других подобных зарождающихся протопланет. MWC 758b показала весьма необычный спектр: излучение от нее становится сильнее всего лишь в очень далекой части инфракрасного диапазона, на волнах длиннее, чем у любой планеты, которую мы видели раньше. Ее первооткрыватели строят разные предположения о причинах такой исключительности.

«Мы предлагаем две различные модели того, почему эта планета ярче на более длинных волнах. Либо она имеет более низкую температуру, чем ожидалось возможным для планет такого рода, либо это планета, которая хотя все еще и горяча после своего формирования, но оказалась окутана пылью, поглощающей излучение с меньшими длинами волн», — отметил доктор Стив Эртель из Университета Аризоны.

Пыль поглощает более короткие длины волн больше, чем длинные, и заставляет объекты выглядеть краснее, чем они есть на самом деле. Этот феномен легко видеть зимой (очень красные закаты и восходы), когда в воздухе (в силу роста его плотности при низких температурах) больше пыли, которой проще «летать» в более плотной среде.

Если MWC 785c относительно холодная (относительно — потому что ее излучение соответствует плюс 200 градусам Цельсия), это войдет с противоречие с тем, что мы знаем о формировании планет. В этом случае открытие может предоставить возможность изучить химию углерода на гигантской теплой планете, которая в то же время достаточно холодна для того, чтобы в ее атмосфере были облака из водяного пара.

Планета, окруженная пылью (вторая гипотеза первооткрывателей), не так удивительна, но интересна в другом смысле. Возможно, часть окружающей пыли осядет на MWC 758c и сделает ее больше, а часть может пойти на формирование лун, подобных большой четверке Юпитера.