Космический телескоп "Джеймс Уэбб" в очередной раз доказал свою высокую эффективность, сделав снимок, на котором отчетливо видны сразу четыре экзопланеты, вращающиеся вокруг звезды HR 8799. Астрономы сообщили, что все они находятся в системе молодой звезды, возраст которой оценивается примерно в 30 миллионов лет – по космическим меркам это совсем юная звёздная система. Расположена она на расстоянии 130 световых лет от нас – расстояние, которое свет преодолевает за 130 лет, путешествуя со скоростью 300 000 километров в секунду.
Следует отметить, что получение прямых изображений планет, находящихся за пределами нашей Солнечной системы, – задача невероятно сложная. Представьте, что вы пытаетесь сфотографировать светлячка рядом с мощным прожектором. Звезда, вокруг которой вращается экзопланета, светит настолько ярко, что её свет практически полностью заглушает слабое мерцание самой планеты. Именно поэтому астрономам чаще приходится прибегать к косвенным методам: они, словно детективы, ищут следы присутствия планет, наблюдая за едва заметными «колебаниями» звезды под гравитационным воздействием невидимого спутника, или же отслеживая крошечные изменения в яркости звезды, когда планета проходит перед ней, словно тень, на мгновение перекрывая часть света.
Но что, если бы существовал способ «заслонить» этот ослепительный свет звезды, подобно тому, как вы прикрываете глаза рукой, чтобы лучше рассмотреть что-то вдалеке в солнечный день? Именно такой подход реализован в телескопе имени Джеймса Уэбба благодаря использованию коронографа – специального устройства, работающего как крошечный зонтик от света звезды. Этот инструмент, установленный на борту телескопа, оснащён набором масок, которые искусно блокируют ослепительное сияние далёкой звезды, позволяя слабому свету от окружающих её планет пробиться к чувствительным детекторам камер.
Благодаря коронографу, установленному на камере ближнего инфракрасного диапазона NIRCam, телескоп «Джеймс Уэбб» смог направить свой «взгляд» на звёздную систему HR 8799. Это не просто одиночная звезда, а целая планетная система, причём довольно известная астрономам – первые планеты вокруг HR 8799 были открыты ещё в конце 90-х годов прошлого века. Используя данные предыдущих наблюдений, в том числе полученные легендарным телескопом «Хаббл», учёные уже знали о существовании нескольких планет в этой системе, но их прямой съёмке мешал как раз ослепляющий свет звезды. Новый снимок «Уэбба», представленный NASA и подробно описанный в научном журнале The Astronomical Journal, стал логическим продолжением исследований, начатых «Хабблом», и вывел изучение этой системы на принципиально новый уровень.
На фотографии «Уэбба» видны четыре экзопланеты системы HR 8799 в виде расплывчатых светящихся объектов. Источник: NASA, ESA
На этом уникальном снимке каждый из четырёх размытых светящихся шариков – это отдельная экзопланета, получившая имя по названию своей звезды с добавлением букв латинского алфавита (b, c, d, e). Например, HR 8799 b, которую можно увидеть слева на изображении в тёмно-синих тонах, вращается вокруг своей звезды на огромном расстоянии – около 10 миллиардов километров. Для сравнения, это более чем в 68 раз дальше, чем дистанция от Земли до Солнца. HR 8799 b – это настоящий газовый гигант, по массе превосходящий Юпитер в 4-7 раз. Год на этой планете длится около 460 земных лет – целая вечность по нашим меркам. Совсем другая картина у HR 8799 e – ещё одного газового гиганта, но уже в 10 раз массивнее Юпитера. Эта планета расположена гораздо ближе к звезде, всего в 2,4 миллиарда километров, поэтому и год на ней пролетает быстрее – всего 57 земных лет.
Планеты HR 8799 c и HR 8799 d занимают промежуточное положение в этой системе. Обе они также являются газовыми гигантами, примерно в 7 раз массивнее Юпитера. Год на HR 8799 c длится около 200 земных лет, а на HR 8799 d – примерно 110. Учёные полагают, что все эти планеты, подобно Юпитеру и Сатурну в нашей Солнечной системе, сформировались путём аккреции ядра – процесса, при котором твёрдое ядро планеты постепенно притягивает и накапливает окружающий газ.
Но самое главное достижение телескопа «Уэбба» заключается не только в том, что он смог сделать прямой снимок всех четырёх экзопланет одновременно. Используя данные, полученные с помощью коронографа, учёные смогли впервые заглянуть в атмосферу одной из этих планет – HR 8799 e. Анализируя инфракрасное излучение, поглощаемое различными газами, они обнаружили в её атмосфере углекислый и угарный газ. Теперь астрономы полны надежд использовать «Уэбба» для дальнейшего изучения атмосфер экзопланет, что позволит нам лучше понять их состав и условия, царящие на этих далёких мирах.
«Исследования такого рода помогают нам лучше понять не только другие планетные системы, но и нашу собственную Солнечную систему, жизнь на Земле и, в конечном итоге, самих себя, – отмечает Уильям Балмер, астроном из Университета Джона Хопкинса и один из авторов научной работы. – Сравнивая нашу систему с другими, мы сможем понять, насколько уникальна или, наоборот, типична наша Солнечная система во Вселенной. Это важный шаг на пути к пониманию нашего места в космосе».
