Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил свою первую экзопланету и сфотографировал её

Как Джеймс Уэбб сфотографировал самую легкую экзопланету: разбор открытия TWA 7b

Три года работы. $10 млрд. И вот — первая планета, обнаруженная телескопом «Джеймс Уэбб» методом прямого наблюдения. Она крошечная по космическим меркам. Всего треть массы Юпитера. Но это рекорд — ни одну планету с такой малой массой раньше не удавалось сфотографировать за пределами Солнечной системы.

Планета получила обозначение TWA 7b. Она находится в созвездии Антилы, в 111 световых годах от нас. Для сравнения: возраст местной звезды CE Antilae — всего несколько миллионов лет. Наше Солнце в тысячу раз старше. Это принципиально важно — молодые планеты еще горячие и ярко светят в инфракрасном диапазоне.

Что за зверь TWA 7b

Это газовый гигант, но очень легкий. Масса — около 100 земных. Он вращается вокруг красного карлика в кольце обломков. Сама звезда была открыта еще в 1999 году. Повезло: она повернута к нам полюсом. Поэтому мы видим протопланетный диск «плашмя». Идеальный ракурс для наблюдений.

Диск состоит из трех отдельных колец. В самом узком внутреннем кольце Уэбб засек точечный источник инфракрасного излучения. Сначала — просто точка. Потом компьютерное моделирование подтвердило: это планета, а не сгусток пыли.

Прямое наблюдение таких маломассивных планет — это как сфотографировать спичку рядом с прожектором. Родительская звезда в миллионы раз ярче. Без специальной оптики ничего не увидеть.

Почему справился именно Уэбб

У «Джеймса Уэбба» есть коронограф — устройство, которое блокирует свет звезды. После этого телескоп видит слабое инфракрасное свечение планеты. Другие обсерватории такое не умеют: они либо работают в видимом свете (где звезда слепит), либо имеют меньшую чувствительность в инфракрасном диапазоне.

Молодые планеты типа TWA 7b остывают постепенно. Они еще горячие — излучают собственное тепло в инфракрасном спектре. Именно это тепло и поймал Уэбб. Чем планета старше — тем она холоднее и тем сложнее ее увидеть. Так что возраст здесь играет на руку.

Как астрономы отличают планету от пыли: микро-инструкция

Недавно я заметил, что многие новости про экзопланеты сводятся к одному: «нашли похожую на Землю». Но здесь случай другой. Как ученые поняли, что это планета, а не просто облако пыли? Вот три шага:

• Шаг 1. Глубокий снимок в инфракрасном диапазоне. Точка, которая не меняет яркость и положение в течение нескольких наблюдений.
• Шаг 2. Спектральный анализ. У планет свой спектр поглощения/излучения, отличный от пыли.
• Шаг 3. Моделирование динамики. Проверяют, может ли такой объект стабильно вращаться вокруг звезды и не разрушаться.

В случае TWA 7b все три шага сошлись. Это дало уверенность: да, мы видим настоящую экзопланету.

Почему это открытие меняет игру

Раньше мы могли прямым наблюдением видеть только очень массивные планеты — от 5-10 масс Юпитера и выше. TWA 7b в 30 раз легче. Это значит, что технология доросла до того, чтобы видеть планеты, похожие по массе на Сатурн и даже меньше.

Для астрофизиков это прорыв. Мы наконец сможем изучать, как формируются планеты земного типа. Ведь все начинается с легких зародышей в протопланетных дисках. Раньше мы их не видели — теперь можем.

Исследование опубликовано в журнале Nature. Но главное — Уэбб только начал. Он проработает еще лет 15-20. Скорее всего, мы увидим десятки таких планет. Возможно, даже легче — с массой в 10-20 земных. Тогда можно будет говорить о первых прямых снимках экзоземель.

Лично я считаю, что этот результат — лучшее подтверждение того, что бюджет в $10 млрд был потрачен не зря. Не каждый день мы учимся фотографировать другие миры, которые еще даже не остыли.

Резюме от автора. TWA 7b — не просто еще одна экзопланета. Это демонстрация возможностей: Уэбб способен видеть планеты втрое легче Юпитера. Следующая цель — найти и сфотографировать что-то вроде суперземли. И это может случиться в ближайшие пару лет.