Телескоп «Джеймс Уэбб» впервые снял холодную экзопланету в системе с переплетёнными траекториями

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) получил уникальное изображение экзопланеты 14 Herculis c, расположенной в 60 световых годах от Земли в созвездии Геркулеса. Объект, масса которого в семь раз превышает юпитерианскую, стал одной из самых холодных экзопланет, когда-либо снятых напрямую: температура её поверхности составляет около -3°C. Результаты исследования, опубликованные в The Astrophysical Journal Letters, расширяют возможности изучения холодных планет за пределами Солнечной системы.

Высокая чувствительность JWST в инфракрасном диапазоне позволила запечатлеть планету, которую ранее было невозможно наблюдать из-за её низкой температуры. «Чем холоднее экзопланета, тем сложнее её обнаружить, — объясняет Уильям Балмер, соавтор работы и аспирант Университета Джона Хопкинса. — Телескоп открыл новый этап исследований, позволяя изучать не только горячие молодые планеты, но и старые, холодные объекты».

 Изображение экзопланеты 14 Herculis c было получено с помощью NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) космического телескопа «Джеймс Уэбб». Звезда отмечает местоположение звезды-хозяина 14 Herculis, свет которой был заблокирован коронографом на NIRCam (показан в виде тёмного круга, обведённого белым).
Источник: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), D. Bardalez Gagliuffi (Amherst College)

Система 14 Herculis привлекает внимание своей необычной структурой. Её центральная звезда похожа на Солнце по возрасту и температуре, но немного меньше и холоднее. В системе обнаружены две планеты: 14 Herculis b, скрытая на снимке коронографом JWST из-за близости к звезде, и 14 Herculis c. Орбиты этих планет не лежат в одной плоскости, как в Солнечной системе, а пересекаются под углом 40°, формируя подобие буквы «Х». Это первое прямое изображение экзопланеты в системе с такими динамическими особенностями. Гравитационное взаимодействие между планетами влияет на их орбиты, что, по мнению учёных, может быть следствием выброса третьей планеты на ранних этапах формирования системы.

«Ранняя эволюция Солнечной системы определялась гравитацией газовых гигантов, которые перестраивали орбиты других тел, — отмечает Балмер. — Здесь же мы видим последствия более масштабного „планетного преступления“. Это напоминает, что судьба малых планет, подобных Земле, часто зависит от сил, которые намного мощнее их самих».

Данные JWST также раскрыли детали об атмосфере 14 Herculis c. Планета движется по вытянутой эллиптической орбите на расстоянии в 15 раз дальше, чем Земля от Солнца. Измеренная яркость объекта на длине волны 4,4 микрона в сочетании с массой и возрастом системы указывает на сложные атмосферные процессы. Учёные обнаружили аномалию: присутствие углекислого и угарного газа вместо ожидаемого метана. Это «неравновесие углерода», характерное для коричневых карликов, вероятно, вызвано перемешиванием слоёв атмосферы.

Исследование 14 Herculis c — только первый шаг. Спектроскопические наблюдения в будущем помогут уточнить состав атмосферы планеты и раскрыть историю формирования этой уникальной системы.