JWST відкриває Супер-Юпітер

За допомогою JWST астрономи виявили нову екзопланету; газовий гігант, якого вони назвали Eps Ind Ab. Ще більш захоплюючим є те, що екзопланету було зображено безпосередньо як окрему та окрему сутність, не залежну від спостережень її зірки. Це також перша екзопланета, яка була сфотографована JWST без попереднього зображення за допомогою наземних телескопів.

Нещодавно відкритий світ набагато холодніший, ніж будь-який газовий гігант, досліджений JWST на сьогодні; супер-Юпітер обертається навколо своєї зірки на відстані, порівнянній з відстанню Нептуна до Сонця. Це робить відкриття рідкісним скарбом серед екзопланет і може стати початком нового етапу науки про екзопланети.

«Ми були схвильовані, коли зрозуміли, що зробили зображення цієї нової планети», — каже астроном Елізабет Метьюз з Інституту астрономії Макса Планка в Німеччині.

«На наш подив, яскрава пляма, яка з’явилася на наших зображеннях MIRI, не збігалася з положенням планети, яке ми очікували. Попередні дослідження правильно ідентифікували планету в цій системі, але недооцінили масу та відстань між орбітами цього газового гіганта супер-Юпітера».

На сьогодні астрономи в усьому світі виявили та підтвердили існування майже 5700 екзопланет або планет за межами Сонячної системи, але їх виявлення зазвичай є непрямим.

Це означає, що ми фактично не бачимо екзопланети. Ми бачимо його вплив на головну зірку. Екзопланета, що проходить між нами та зіркою, трохи тьмяніє світло зірки, тоді як гравітаційне тяжіння екзопланети тягне зірку, змушуючи її здаватись ледь помітним коливанням. Причина, чому ми нечасто бачимо самі екзопланети, полягає в тому, що вони дуже малі, дуже далеко, і будь-яке світло, яке вони можуть відбивати або випромінювати, дуже тьмяне.

Методи непрямого виявлення також віддають перевагу більшим екзопланетам і екзопланетам, які знаходяться дуже близько до своєї головної зірки, тому що екзопланета з більшою ймовірністю буде проходити перед зіркою і частіше, а це означає, що шанси її спостереження набагато, набагато вищі.

Але екзопланети, які знаходяться на більшій орбітальній відстані, швидше за все, можна безпосередньо виявити, оскільки більша відстань означає менший шанс, що їхнє світло буде заглушене світлом зірки. Це все ще досить важко зробити – на сьогодні лише близько 25 екзопланет були безпосередньо зображені, – але це метод, який допомагає нам дізнатися більше про далекі межі інопланетних систем, які важко іншим чином вивчити.

Батьківська зірка Eps Ind Ab, Епсилон Indi A, є помаранчевим карликом у потрійній зірковій системі всього за 12 світлових років від Землі. Під час тривалих спостережень астрономи помітили, що Epsilon Indi A поводиться трохи дивно. Здавалося, що він рухається так, ніби його тягне гравітація, але не одна з двох інших зірок у його системі, а гігантський світ, що обертається навколо самої зірки.

Були зроблені висновки щодо властивостей цієї попередньої екзопланети, але без додаткових даних її ідентичність залишалася невідомою.

Це підказка JWST. Інфрачервоний телескоп може виявляти тьмяне світло, як жоден інший космічний телескоп, який був раніше, і включає в себе коронограф, який блокує світло самої зірки, тому Метьюз і її колеги знайшли час, щоб поглянути на простір навколо Епсилон Інді А.

І вони справді щось знайшли, яскраву крапку в орбітальному просторі зірки. Але, на диво, це було не там, де вони думали.

Ґрунтуючись на своїх спостереженнях і архівних даних, дослідники змогли визначити, що точка справді була екзопланетою, а не іншим об’єктом у більш віддаленому місці. Здається, це дуже холодний газовий гігант, орбіта якого становить близько 200 років навколо Епсилона Індія А, на відстані приблизно 28 астрономічних одиниць. Нептун знаходиться на відстані близько 30 астрономічних одиниць від Сонця.

Попередні оцінки передбачали світ приблизно в три рази більший за Юпітер, на відстані 8,8 астрономічних одиниць. Ця величезна різниця між тим, що ми очікували знайти, і тим, що ми знайшли, підкреслює, наскільки цінним може бути пряме зображення для вивчення чужих світів.

Ми ще не закінчили Eps Ind Ab. Дослідники сподіваються, що вони зможуть провести більше спостережень, які дадуть зрозуміти склад його атмосфери, а також уточнять його орбіту.

«У довгостроковій перспективі ми сподіваємося також спостерігати за іншими сусідніми планетними системами, щоб полювати на холодні газові гіганти, які могли уникнути виявлення», — каже Метьюз.

«Таке дослідження послужило б основою для кращого розуміння того, як утворюються та еволюціонують газові планети». Дослідження опубліковано в Nature.