Далеко за Нептуном — мир, который не должен был существовать

С момента запуска в 2021 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» подарил учёным множество открытий о ранней Вселенной, а также собрал ценные данные о давно известных экзопланетах. Но теперь ему впервые удалось нечто особенное — обнаружить совершенно новую планету за пределами Солнечной системы.

Астрономам удалось напрямую зафиксировать изображение молодой газовой гигантской планеты, сопоставимой по размерам с Сатурном. Она вращается вокруг звезды меньшей массы, расположенной на расстоянии около 110 световых лет от Земли в созвездии Насос. Для справки: один световой год — это почти 9,5 триллионов километров.

Из почти шести тысяч экзопланет, открытых с 1990-х годов, подавляющее большинство были обнаружены косвенными методами — например, по незначительному затуханию света звезды при прохождении планеты перед ней. И лишь менее 2% удалось увидеть напрямую. Новый объект стал самой маломассивной планетой из всех, когда-либо зафиксированных с помощью прямой съёмки — её масса в 10 раз меньше, чем у предыдущего «рекордсмена». Это подчёркивает выдающуюся чувствительность приборов Уэбба.

Открытие стало возможным благодаря французскому коронографу — устройству, которое блокирует яркий свет звезды и позволяет различить тусклый объект рядом. Коронограф установлен на инструменте среднего инфракрасного диапазона (MIRI) телескопа.

По словам руководителя исследования, астронома Анн-Мари Лагранж из французского исследовательского агентства CNRS, телескоп открывает доступ к новым классам планет — по массе и расстоянию от звезды — ранее недоступным для наблюдений. Это позволяет глубже понять, насколько разнообразны могут быть планетные системы и как они формируются.

Обнаруженная планета вращается вокруг своей звезды, получившей обозначение TWA 7, на расстоянии в 52 раза большем, чем Земля от Солнца. Для сравнения, орбита Нептуна — самой далёкой планеты нашей системы — находится всего в 30 астрономических единицах от Солнца. Косвенные методы вроде транзитного особенно эффективны для поиска близких к звезде планет, но бесполезны для таких далёких объектов, как этот.

Наблюдаемая система очень молода — всего около 6 миллионов лет, что ничтожно мало по сравнению с возрастом Солнца и Земли, которым около 4,5 миллиардов лет. Благодаря удачному ракурсу учёные смогли разглядеть структуру протопланетного диска, окружающего звезду. Он состоит из двух широких концентрических колец из камня и пыли и одного узкого, в котором и находится новая планета.

Пока неизвестно, из чего состоит атмосфера этой планеты и продолжает ли она ещё накапливать массу, поглощая окружающий материал. Будущие наблюдения помогут ответить на эти вопросы.

Несмотря на свои скромные габариты по меркам газовых гигантов, новая планета всё же значительно превосходит по массе Землю и другие каменистые миры, которые считаются потенциальными кандидатами в поиске внеземной жизни. Даже с уникальными возможностями Уэбба, способного наблюдать Вселенную в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне, пока невозможно напрямую зафиксировать планеты размером с Землю.

Тем не менее, как подчёркивает Лагранж, есть надежда, что в будущем миссии по прямому изображению землеподобных планет и поиску следов жизни станут реальностью.