„Джеймс Уэбб“ случайно обнаружил новую планету

Новый мир получил название Бета Живописца d. Он находится примерно в 63 световых годах от Земли и как минимум вдвое массивнее Юпитера. Это уже третья известная планета в системе молодой звезды Бета Живописца.

На возможную обитаемость рассчитывать не приходится. Бета Живописца d — горячий газовый гигант без твёрдой поверхности. Ценность открытия заключается в другом: новый способ позволит искать планеты, которые теряются на фоне космической пыли и света своих звёзд.

Детали

Звезда Бета Живописца находится в созвездии Живописца. Её возраст оценивают примерно в 23 миллиона лет — по космическим меркам это совсем немного. Для сравнения, Солнцу около 4,6 миллиарда лет.

Молодую звезду окружает большой диск из пыли, газа и обломков. Это материал, оставшийся после формирования планет. Благодаря близости к Земле и почти боковому положению диска система стала своеобразной природной лабораторией, в которой астрономы изучают рождение и раннюю эволюцию планет.

До нового открытия в системе были известны два газовых гиганта — Бета Живописца b и Бета Живописца c. Оба удалось непосредственно наблюдать с помощью телескопов. Это означает, что астрономы зарегистрировали свет самих планет, а не только их влияние на звезду.

Исследователи использовали спектрограф NIRSpec на борту «Джеймса Уэбба», чтобы изучить атмосферу уже известной планеты Бета Живописца b. Прибор одновременно получает изображение и раскладывает свет каждого его участка на отдельные длины волн.

В одной части данных, где ожидался относительно ровный свет от пылевого диска, учёные увидели неожиданную последовательность подъёмов и провалов. Такой рисунок создают молекулы угарного газа в атмосфере крупной планеты. Авторы сравнили его с химическим штрихкодом.

По смещению спектральных линий исследователи определили скорость объекта. Его положение, движение и ориентация относительно пылевого диска показали, что это планета, обращающаяся вокруг Беты Живописца, а не далёкая звезда или коричневый карлик, случайно оказавшийся на том же участке неба.

Последующие наблюдения с помощью другого прибора «Джеймса Уэбба», MIRI, выявили в атмосфере следы водяного пара и метана. Присутствие этих веществ не связано с возможностью жизни: вода, метан и угарный газ могут быть обычными компонентами атмосфер молодых газовых гигантов.

По современным оценкам, масса Беты Живописца d составляет около 2,4 массы Юпитера, а радиус примерно на 30% больше юпитерианского. Температура достигает приблизительно 600 кельвинов, или 325 °C. Планета ещё хранит тепло, оставшееся после её формирования.

Она находится примерно в 26 астрономических единицах от звезды. Одна астрономическая единица равна среднему расстоянию между Землёй и Солнцем. Если бы Бета Живописца d находилась в нашей системе, её орбита проходила бы между Ураном и Нептуном. Один оборот вокруг звезды занимает ориентировочно 91 год.

Независимое открытие

Почти одновременно существование Беты Живописца d установила другая группа астрономов. Она использовала Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили и нашла слабую планету на снимках системы.

После этого исследователи просмотрели архивные наблюдения и выяснили, что объект попадал на изображения в течение более чем десяти лет. Раньше его не замечали, поскольку он примерно в 100 раз тусклее Беты Живописца b и сливается со светом пылевого диска.

Таким образом, речь идёт о двух независимых и дополняющих друг друга исследованиях. Наземные телескопы помогли проследить движение планеты и оценить её основные свойства, а «Джеймс Уэбб» обнаружил молекулярные следы в её атмосфере. Об открытии сообщили NASA⁠ и Европейская южная обсерватория⁠.

Почему это важно

Бета Живописца стала лишь второй известной системой, в которой удалось непосредственно увидеть не менее трёх планет. Другой такой пример — система звезды HR 8799.

Новая планета может объяснить некоторые особенности окружающего звезду диска. У него есть чётко очерченный внутренний край и другие необычные структуры. Астрономы и раньше предполагали, что их могла сформировать гравитация ещё одной, пока не найденной планеты. Масса и расположение Беты Живописца d соответствуют этому сценарию, хотя его предстоит проверить с помощью дальнейших наблюдений.

Не менее важен сам способ открытия. На обычных изображениях слабая планета может быть неотличима от блика, помехи прибора или участка пылевого диска. Спектр позволяет искать определённые молекулы, характерные для планетной атмосферы, и игнорировать значительную часть фонового света.

Бета Живописца d стала первой непосредственно наблюдаемой планетой, которую первоначально выделили главным образом по спектру среднего разрешения. В будущем этот подход может помочь находить другие миры в молодых и заполненных пылью системах.

Бэкграунд

Большинство известных экзопланет невозможно увидеть отдельно от их звёзд. Астрономы находят их косвенно — например, по небольшому ослаблению света звезды во время прохождения планеты перед ней или по колебаниям звезды под действием планетной гравитации.

Прямое наблюдение значительно сложнее. Звезда может быть в миллионы и даже миллиарды раз ярче окружающих её планет. Лучше всего этот метод работает для молодых газовых гигантов, находящихся далеко от своей звезды: они ещё не успели остыть и продолжают излучать много тепла.

Бета Живописца подходит для таких исследований особенно хорошо. Она расположена сравнительно близко, а её молодые планеты достаточно ярки в инфракрасном диапазоне. Но окружающий звезду пылевой диск одновременно помогает изучать формирование системы и мешает искать в ней слабые объекты.

Новая находка показывает, что даже хорошо изученные системы могут скрывать неизвестные планеты. Она также позволяет сравнить сразу три газовых гиганта, которые сформировались примерно в одно время и из одного материала.

Источник

Основное исследование Эйдана Гиббса и его коллег Discovery of an Exterior Third Planet Orbiting β Pictoris⁠ опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters в 2026 году.