Получено прямое изображение экзопланеты в тесной двойной системе

Когда-то считавшееся фантастикой, существование планет, обращающихся вокруг двух солнц, подобных знаменитому Татуину из «Звездных войн», стало научной реальностью. Совсем недавно астрономам удалось совершить открытие: не только получить прямое изображение экзопланеты, но и запечатлеть планетарную систему, где этот мир вращается вокруг пары звезд. Это достижение открывает уникальное окно в динамику сложных звездных систем и бросает вызов нашим представлениям о формировании планет. Ученые Северо-Западного университета (Northwestern), совершившие этот прорыв, даже не подозревали, что ответ на один из фундаментальных вопросов астрофизики уже много лет ждет своего открытия в архивных данных.

Прорывное открытие было сделано международной командой под руководством астрономов из Северо-Западного университета (США) при подтверждении их коллегами из Эксетерского университета. Результаты были опубликованы в журналах The Astrophysical Journal Letters и Astronomy and Astrophysics. Ведущими авторами выступили профессор Джейсон Ван, эксперт по визуализации экзопланет, и научный сотрудник Натали Джонс. Исследование основано на анализе данных, собранных в период с 2016 по 2019 годы инструментом Gemini Planet Imager (GPI), установленном на телескопе в Чили, с дополнительными наблюдениями обсерватории Кека, а также с использованием алгоритма, названного PAtch-COvariance (PACO).

Уникальность обнаруженной планеты, получившей обозначение в соответствии с системой своих звезд, заключается в нескольких аспектах. Во-первых, прямое изображение экзопланеты — большая редкость, так как их слабый свет тонет в сиянии родительских звезд. Во-вторых, лишь около десятка из более чем 6000 известных экзопланет обращаются вокруг двойных звездных систем (циркумбинарные планеты), и лишь для единиц есть прямые снимки.

Но главная особенность нового мира — его необычная орбита. Планета находится в шесть раз ближе к своей паре солнц (60 а.е.), чем любая другая экзопланета, сфотографированная напрямую в подобной системе. При этом сами звезды расположены экстремально близко друг к другу, совершая полный оборот всего за 18 земных дней, в то время как планете для обращения вокруг них требуется около 300 лет.

Планета представляет собой газовый гигант, превосходящий по массе Юпитер примерно в шесть раз. Она относительно молода по космическим меркам — ее возраст оценивается в 15 миллионов лет, что означает, что она сформировалась уже после эпохи динозавров на Земле. Из-за молодости она еще сохраняет тепло, оставшееся от процесса формирования, и, хотя горячее любого тела в нашей Солнечной системе, считается довольно холодной среди экзопланет, обнаруженных прямыми методами. Система находится на расстоянии примерно 446 световых лет от Земли.

Это открытие имеет фундаментальное значение для астрофизики. Оно предоставляет беспрецедентную возможность изучать в реальном времени динамику тройной системы: движения звездной пары и планеты друг относительно друга. Это живая лаборатория для проверки теорий формирования планет в сложных гравитационных условиях двойных звезд. Ученые предполагают, что в данной системе сначала сформировалась тесная двойная звезда, а уже потом из протопланетного диска вокруг нее образовалась планета, хотя точные механизмы этого процесса еще предстоит понять.

В ближайших планах команды — продолжить мониторинг системы, чтобы уточнить параметры орбит и лучше понять гравитационное взаимодействие между ее телами. Ученые уже готовят заявки на дополнительное время для наблюдений на крупных телескопах. Параллельно исследователи продолжают «прочесывать» старые данные GPI в поисках других возможных, но ранее упущенных миров.