Астрономы с помощью космического телескопа James Webb обнаружили еще одну гигантскую экзопланету в системе Beta Pictoris. Новый объект получил обозначение Beta Pictoris d. По данным NASA, планету нашли не как обычную яркую точку на снимке, а по химическому следу ее атмосферы в спектральных данных.
Beta Pictoris находится примерно в 63 световых годах от Земли. Это молодая система возрастом около 23 млн лет, окруженная ярким диском пыли и обломков. Она давно служит одной из главных природных лабораторий для изучения того, как формируются планеты и как они взаимодействуют с остаточным диском вещества.
До новой работы в системе уже были известны две гигантские планеты, Beta Pictoris b и Beta Pictoris c. Первая стала одной из первых экзопланет, которые удалось напрямую сфотографировать. С добавлением Beta Pictoris d эта система стала лишь второй известной системой, где есть как минимум три напрямую зарегистрированные планеты.
Оценки команды показывают, что Beta Pictoris d, вероятно, как минимум в два раза массивнее Юпитера. При этом она считается самой малой из трех известных гигантских планет этой системы. Моделирование указывает, что объект движется примерно на расстоянии 30 астрономических единиц от звезды, то есть в области, сравнимой с орбитой Нептуна в Солнечной системе.
Открытие произошло во время наблюдений не за новой планетой, а за атмосферой Beta Pictoris b. Исследователи использовали инструмент NIRSpec и его Integral Field Unit, который получает изображение и спектр для каждого пикселя. В области, где ожидался гладкий спектр света от пыли, появилась последовательность пиков и провалов. Такой рисунок соответствует линиям поглощения угарного газа, характерным для атмосфер гигантских планет.
Спектроскопия позволила проверить не только состав, но и движение источника. По скорости, положению и ориентации относительно диска команда пришла к выводу, что сигнал связан с телом, обращающимся вокруг Beta Pictoris, а не с фоновой звездой или коричневым карликом.
Дополнительные наблюдения Webb с инструментом MIRI обнаружили водяной пар и метан. Это подтвердило планетную природу объекта и дало больше информации об атмосфере. Независимое исследование с данными Very Large Telescope Европейской южной обсерватории и камеры NIRCam на Webb также подтвердило существование Beta Pictoris d.
Планета могла оставаться незамеченной годами из-за яркого диска обломков. Пыль рассеивает свет звезды и мешает обычным методам прямого изображения. В новой работе решающим оказался не контраст снимка, а спектральная подпись атмосферы, которую можно отделить от света пылевого диска.
NASA отмечает, что это первый напрямую зарегистрированный экзопланетный объект, открытый в первую очередь с помощью спектроскопии среднего разрешения. Такой подход может помочь искать планеты в сложных системах, где традиционная съемка теряется на фоне пыли и структур диска.
Команда продолжит анализ данных Webb, чтобы уточнить температуру, химический состав атмосферы и орбиту Beta Pictoris d. Ученые также считают, что новая планета может объяснить резкую внутреннюю границу знаменитого диска и другие особенности его структуры.
