На сегодняшний день подтверждено наличие тысяч экзопланет, однако прямые наблюдения удалось осуществить лишь примерно для 25 из них. Среди них всего шесть планет сформировались более 100 миллионов лет назад. И теперь ученым впервые удалось получить изображение зрелой экзопланеты.
В июле 2023 года астрономы, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб», получили изображения малой тройной системы Эпсилон Индейца, находящейся на расстоянии около 12 световых лет от Земли. Основной компонент этой системы — оранжевый карлик, который излучает свет в семь раз меньше, чем наше Солнце. Кроме того, рядом с ним вращаются два коричневых карлика. Когда они были открыты в 2003 году, они представляли собой ближайшие к нам известные объекты такого типа. Также предполагается, что в этой системе может существовать экзопланета.
Изначально предполагалось, что экзопланета будет в три раза массивнее Юпитера и располагаться на расстоянии примерно 8,8 астрономических единиц от своей звезды (астрономическая единица – это среднее расстояние от Земли до Солнца). В пределах Солнечной системы это сопоставимо с орбитой Сатурна. Именно этот объект планировали обнаружить ученые, запросившие серию наблюдений с помощью телескопа «Джеймс Уэбб». Наблюдения проводились с использованием инструмента MIRI в среднем и дальнем инфракрасном диапазонах.
В системе был обнаружен планетарный объект. Согласно свежим данным, его масса в 6,3 раза превышает массу Юпитера, а среднее расстояние до звезды составляет около 28 астрономических единиц – это несколько ближе, чем Нептун, если рассматривать объект в привычных нам масштабах. Орбита этого объекта имеет заметный эллипс.
Согласно данным, полученным телескопом «Джеймс Уэбб», нельзя с уверенностью утверждать об отсутствии другой планеты в данной системе. Однако, авторы нового исследования полагают, что в предыдущих расчетах была допущена ошибка. В связи с этим, обнаруженному объекту дали название, ранее предложенное для предполагаемой экзопланеты — Эпсилон Индейца Ab. Статья содержит анализ данных наблюдений и описание объекта опубликована в журнале Nature.
Согласно последним оценкам, возраст системы Эпсилон Индейца составляет от 3,5 до 5,7 миллиарда лет, что приблизительно равно возрасту Солнечной системы. До этого момента астрономам удавалось наблюдать преимущественно экзопланеты значительно меньшего возраста, обычно младше 100 миллионов лет. Это объясняется тем, что они обладают более высокой температурой и, соответственно, являются более яркими.
Основываясь на анализе отраженного света и данных компьютерного моделирования, температура планеты составляет около 1,85 градуса Цельсия (275 кельвинов). Однако спектр излучения несколько отличается от ожиданий модели. Это может указывать на наличие в атмосфере Эпсилон Индейца Ab плотного слоя облаков или сильную дымку. Вероятно, она содержит значительное количество элементов, более тяжелых, чем водород и гелий.
Эта экзопланета является самой холодной из обнаруженных с помощью прямой визуальной съемки. Её температура близка к температуре самого холодного известного коричневого карлика (WISE 0855), который свободно перемещается в межзвездном пространстве.
Система Эпсилон Индейца, включающая звезду, экзопланету и два коричневых карлика, представляет собой все более интересный объект для последующих исследований. Ученые подчеркнули, что ее можно использовать как площадку для изучения тел, которые по размеру и массе уступают звездам, но возникли одновременно и в одном месте.
Для более детального изучения характеристик этой холодной и зрелой экзопланеты, а также для оценки ее состава и особенностей атмосферы, требуются дальнейшие наблюдения. Помимо этого, следует искать другие объекты, схожие с ней. Возможно, их удастся обнаружить в ходе уже запланированных наблюдений за потенциальными «соседями» двух белых карликов и системами, расположенными ближе всего к Солнцу.