Сезон фотоохоты на экзопланеты открыт!

Сегодня мы спокойно рассматриваем фотографии планет Солнечной системы и их спутников на своих смартфонах, но так было не всегда. Еще пятьдесят лет назад, до запуска в космос роботизированных аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», увидеть Юпитер и Сатурн, не говоря о более далеких Уране, Нептуне и Плутоне, и ученым, и простым обывателям не представлялась возможным. Что уж говорить о далеких мирах в других звездных системах.
К счастью, научный прогресс не стоит на месте и сегодня – впервые в истории – мы своими глазами можем увидеть потрясающие новые миры. Недавно, с помощью очень большого телескопа (Very large telescope, VLT) астрономы сделали реальный снимок планеты в соседней звездной системе. Газовый гигант, получивший название «b Pictoris c», расположен примерно в 63 световых годах от Земли и вращается вокруг родительской звезды на чрезвычайно близком расстоянии.
Экзопланета b Pictoris c находится в 63 световых годах от нашей планеты

Охота на экзопланеты

За последние несколько десятилетий астрономические исследования выявили несколько тысяч экзопланет в наблюдаемой Вселенной, но очень немногие из них мы когда-нибудь сможем увидеть. Важно понимать, что ученые делают вывод о присутствии большинства экзопланет только по их гравитации или способности блокировать звездный свет. Чтобы сделать первый в истории снимок экзопланеты, исследователи повернули очень большой телескоп (VLT) в Чили к звезде Бета Живописца (β Pictoris), которая находится на расстоянии 63 световых лет от Земли.
Как пишут авторы работы, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics, современный уровень технологий пока не позволяет получить непосредственное изображение экзопланет. Дело в том, что планеты, по сравнению со звездами, очень тусклые и астрономы не могут рассмотреть их в ореоле света. Газовый гигант, расположенный в звездной системе Бета Живописца или Бета Пикторис входит в список менее чем двадцати внеземных миров, которые ученые наблюдали непосредственно, а существование некоторых из них находится под вопросом. Необходимо отметить, что ученые уже много лет изучают звездную систему Бета Живописца, оценивая ее возраст в менее чем два миллиона лет.

Перед вами схематические фотографии, на которых представлена геометрия звездной системы β Pictoris: на изображении слева можно увидеть каждую звезду и 2 планеты, встроенные в пылевой диск
Газовый гигант b Pictoris c был обнаружен с помощью прямой визуализации, что, опять же, применяется довольно редко. Однако аномалии в его радиальной скорости побудили астрономов присмотреться поближе. Анализ радиальных скоростей – менее распространенный способ обнаружения экзопланет, основанный на использовании телескопов для обнаружения небольших колебаний света звезд, вызванных гравитацией их планет.
В результате охоты за экзопланетами звездной системы Бета Живописца, ученые получили превосходный набор данных, описывающих движение этих экзопланет. Тем не менее, в этой далекой системе по-прежнему есть тайны, которые нужно разгадать. Так, свет от экзопланеты b Pictoris c в шесть раз слабее, чем от соседней β Pictoris b. Примечательно, что масса b Pictoris c в восемь раз больше массы Юпитера, так насколько же соседняя к ней планета большая? Исследователи полагают, что она немного больше, чем b Pictoris c, но потребуется больше исследований, чтобы точно выяснить, так ли это. К счастью, проблемой это не будет – с двумя видимыми экзопланетами звездная система Бета Живописца станет мишенью для многих астрономов.

VLT — это комплекс из четырёх отдельных 8,2-метровых и четырёх вспомогательных 1,8-м оптических телескопов, объединённых в единую систему
В ходе работы команда использовала метод под названием «Метод радиальной скорости», который использовался в течение многих лет для обнаружения сотен экзопланет, но никогда не применялся непосредственно к самим экзопланетам. Объединив изображения с четырех телескопов VLT, астрономы смогли отследить точное местоположение с предельной детализацией, что также позволило им сфотографировать b Pictoris c — впервые в истории существование экзопланет подтверждено как с помощью «метода радиальной скорости», так и с помощью фотографии.
Это означает, что теперь астрономы могут получить информацию как о яркости, так и массе этой экзопланеты. Как правило, чем массивнее планета, тем она ярче. Однако прежде чем определить массу, команде придется подождать, пока поступит достаточно данных о радиальной скорости, что может занять некоторое время, так как планета совершает полный оборот вокруг своей звезды за 28 земных лет.

Мы только начинаем исследовать потрясающие новые миры, от сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики до планет за пределами Солнечной системы.
Фрэнк Эйзенхауэр, ведущий научный сотрудник гравитационного проекта в Институте астрономии и внеземной физики имени Макса Планка.