«Преобразующий момент»: JWST показывает свой первый проблеск инопланетного мира

Космический телескоп Джеймса Уэбба только что передал первое прямое изображение планеты, вращающейся вокруг далекой звезды.

Слабое свечение газового гиганта было зафиксировано рядом с молодой звездой на расстоянии около 350 световых лет от нас. демонстрация способности телескопа напрямую наблюдать за экзопланетами — технически сложная задача, но она дает нам инструмент для изучения инопланетных миров, отличный от наиболее часто используемых непрямых методов.

«Это трансформирующий момент, — говорит физик и астроном Саша Хинкли из Эксетерского университета в Великобритании, — не только для Уэбба, но и для астрономии в целом».

На сегодняшний день более 5000 планет вращаются вокруг звезд в Млечном Пути. галактики за пределами Солнечной системы официально наблюдались. Большинство из этих экзопланет наблюдались только косвенно, благодаря влиянию, которое они оказывают на свою звезду-хозяина.

Когда экзопланета проходит между нами и ее звездой-хозяином, свет звезды тускнеет, немного; если мы обнаружим эти явления затемнения через регулярные промежутки времени, мы сможем сделать вывод о присутствии экзопланеты на орбите.

Точно так же присутствие экзопланеты будет оказывать незначительное гравитационное притяжение на ее звезду, которое мы можем обнаружить как регулярные изменения в длина волны звездного света. Оба эти метода лучше всего работают для экзопланет, которые находятся очень близко к своей звезде.

Мы очень редко наблюдаем экзопланету напрямую; на сегодняшний день только около 20 изображений были высококонтрастными. Экзопланеты находятся очень далеко от наших инструментов, очень маленькие и очень тусклые, особенно по сравнению со светом, исходящим от их родительской звезды.

Экзопланета может быть на много ярче ореола дифрагирующего света. от звезды они вращаются; тем не менее, это лучший инструмент, который у нас есть для характеристики экзопланет, которые вращаются вокруг своих звезд на большом расстоянии друг от друга, с очень длинными многолетними орбитами.

Экзопланетологи возлагают большие надежды на JWST с его высокой чувствительностью. И теперь кажется, что эти надежды обоснованы.

Экзопланета, полученная телескопом, называется HIP 65426 b и вращается вокруг звезды главной последовательности А-типа HIP 65426 или HD 116434 на расстоянии около 110 астрономических единиц – в 110 раз больше расстояния между Землей и Солнцем.

Он был обнаружен в 2017 году с помощью инструмента на Очень Большом телескопе Европейской южной обсерватории. Телескоп называемый SPHERE. Оснащен насадкой, называемой коронографом, он минимизирует свет от звезды, чтобы увидеть сияние экзопланеты.

В ближнем инфракрасном диапазоне, обнаруженном VLT, экзопланета примерно в 10 000 раз слабее звезды. span>

Поскольку он находится в космосе, поэтому на него не влияют атмосферные помехи, и он может видеть более длинные инфракрасные волны, чем VLT, наблюдения JWST позволили раскрыть новые подробности об экзопланете.

Например, они позволили исследователю определить, что масса HIP 65426 b примерно в 7,1 раз больше массы Юпитера. Следовательно, это вероятно газовый гигант, маловероятно, что он пригоден для жизни, как мы Знайте это.

Даже в среднем инфракрасном диапазоне, наблюдаемом прибором MIRI компании JWST, обнаружение было сложной задачей, поскольку экзопланета по-прежнему в несколько тысяч раз слабее звезды.

Тем не менее, JWST смогла обнаружить HIP 65426 b во всех семи своих наблюдательных фильтрах и впервые прямо обнаружила экзопланету на длинах волн более 5 микрометров.

«Получение это изображение было похоже на поиски космических сокровищ», — говорит астроном Ааринн Картер из Калифорнийского университета в Санта-Круз. «Сначала все, что я мог видеть, это свет от звезды, но с тщательной обработкой изображения я смог удалить этот свет и открыть планету».

По словам команды, телескоп превзошел ожидаемые показатели контрастности. в 10 раз — чрезвычайно важно для прямых высококонтрастных изображений экзопланет. Команда ожидает, что при достигнутом контрасте телескоп сможет увидеть экзопланеты размером в треть массы Юпитера за пределами орбитального расстояния в 100 астрономических единиц.

«Я думаю, что самое интересное в том, что мы только начали», — говорит Картер. «Будет еще много изображений экзопланет, которые сформируют наше общее понимание их физики, химии и формирования. Мы можем даже обнаружить ранее неизвестные планеты».

Исследование группы было представлено на рассмотрение. сервер препринтов arXiv и был отправлен на экспертную оценку.