Исследователи случайно обнаружили третью экзопланету вокруг звезды Бета Живописца. Эта планета является самой тусклой среди сфотографированных с Земли экзопланет и относится к числу наименее массивных, которые когда-либо фиксировались наземными телескопами. Обнаружение Бета Живописца d помогает объяснить частоту транзитов экзокомет и структуру обломочного диска вокруг звезды.
Методика и команда исследователей
Прямое наблюдение за экзопланетами представляет собой высокоэффективный метод определения их характеристик. Тем не менее, применение этой методики стало возможным лишь в последние несколько десятилетий, поскольку она требует использования мощных телескопов и высокочувствительных приемников излучения. Благодаря таким наблюдениям можно идентифицировать крупные экзопланеты и коричневые карлики на обширных орбитах, недоступных для других методов, а также изучить развивающиеся протопланеты и динамику мультипланетных систем.
Детали открытия
Группа астрономов, возглавляемая Беном Сатлиффом из Эдинбургского университета и Маркусом Бонсе из Европейской южной обсерватории, объявила об открытии третьей экзопланеты у Бета Живописца. Планета была замечена на прямых изображениях системы, полученных с помощью приемников SPHERE и ERIS, которые установлены на телескопах комплекса VLT (Very Large Telescope) в Чили. Данные собирались с использованием камер NIRCam «Джеймса Уэбба» в период с 2014 по 2025 год, при этом наблюдения проводились в ближнем и среднем инфракрасных диапазонах.
Характеристики системы
Бета Живописца находится на расстоянии 63 световых лет от Солнца. Это относительно молодое светило типа A6V, возраст которого оценивается примерно в 20–26 миллионов лет, и оно долгое время привлекало внимание экзопланетологов. Вокруг звезды наблюдается диск из пыли и обломков, где происходят столкновения планетезималей и существуют кандидаты в экзокометы. Ранее в этой системе были выявлены еще два экзогиганта: облачный суперюпитер Бета Живописца b (масса около 9,3 массы Юпитера) и Бета Живописца c (масса около 8,89 массы Юпитера).
Обнаружение Бета Живописца d
Открытие Бета Живописца d имело случайный характер, поскольку первоначальной задачей ученых было уточнение параметров уже известных экзопланет. На снимках появился новый точечный источник света к юго-западу от звезды, который из-за недостаточной чувствительности не был виден в архивных данных приемника NaCo на VLT за период с 2003 по 2015 год. Анализ собственного движения этого источника подтвердил, что это гравитационно связанное с звездой тело, а не фоновая галактика или звезда. Расчетная орбита планеты близка к орбитам двух других экзопланет в системе, имеет большую полуось 26 астрономических единиц, наклон 89 градусов, эксцентриситет менее 0,44 и период обращения 91 год.
Моделирование и значение находки
Ученые заключили, что Бета Живописца d соответствует модели экзогиганта с расчетной массой 2,4 массы Юпитера, радиусом 1,26 радиуса Юпитера и эффективной температурой 600 кельвин. Планета отличается низкой светимостью, демонстрирует явные следы углекислоты в своей атмосфере и более высокую металличность по сравнению с экзопланетами-сиротами. Для расчета свойств использовалась модель «горячего старта», предполагающая быстрое формирование планеты через гравитационную неустойчивость в протопланетном диске. Однако низкая светимость также совместима с моделью «холодного старта», при которой планета формируется путем накопления вещества вокруг твердого ядра в околозвездном диске. Если будет подтверждена вторая гипотеза, система Бета Живописца станет первой, где присутствуют экзогиганты, сформированные обоими механизмами. Кроме того, наличие Бета Живописца d объясняет частые транзиты экзокомет и определяет внутреннюю границу околозвездного диска.
