На сегодняшний день подавляющее большинство известных экзопланет было обнаружены по косвенным признакам, например, по провалам в светимости звёзд, и лишь десять из них удалось наблюдать непосредственно напрямую.
Но с новым инструментом Gemini Planet Imager (GPI), установленным на восьмиметровом телескопе в Европейской южной обсерватории в Чили, астрономам рассматривать далёкие миры станет значительно проще. Он недавно получил изображение похожей на Юпитер экзопланеты, расположенной в ста световых годах от Земли.
Прибор размером с автомобиль заступил на дежурство в декабре 2014 года и начал методично снимать окрестности ближайших молодых звёзд. Затем команда астрономов из Калифорнийского Университета в Беркли внимательно изучила полученные данные и заметила на орбите звезды 51 Эридана крупный объект.
При ближайшем рассмотрении оказалось, что это совсем молодой газовый гигант возрастом около 20 миллионов лет, по размеру в два раза превосходящий Юпитер, орбита которого немного больше орбиты Сатурна. Таким образом, учёные получили возможность воочию наблюдать процесс формирования крупных планет в аккреционном диске звезды.
"Это именно та планета, которую мы планировали обнаружить, когда разрабатывали GPI, – говорит соавтор исследования Джеймс Грэм (James Graham) в пресс-релизе. – Мы стремились найти молодые планеты, чтобы понять, как они формируются".
Спектральный анализ показал присутствие на планете, получившей название 51 Эридана Б, большого количества метана, а также воды. Это очень напоминает условия в нижних слоях атмосферы Юпитера.
"Многие изученные прежде экзопланеты выглядят как очень холодные звезды, – рассказывает Брюс Макинтош (Bruce Macintosh) из Стэнфордского университета, который возглавлял строительство GPI. – Новая находка выглядит именно как планета".
Согласно теории, формирование газовых гигантов в Солнечной системе начиналось с образования большого каменного ядра, которое затем постепенно притянуло огромное количество водорода и других газов, составляющих атмосферу. Такой сценарий получил название "холодный старт".
Однако последние исследования показали, что гигантские экзопланеты обладают высокой температурой. Это означает, что материя там накапливалась гораздо быстрее и при этом сильно нагревалась в процессе "горячего старта". При этом температура 51 Эридана Б составляет "всего" 430 градусов по Цельсию, что согласуется с механизмом "холодного старта".
"Экзопланета 51 Эридана Б первая достаточно холодная и достаточно близко расположенная к звезде, чтобы образоваться "старомодным способом", – поясняет Макинтош. – Эта планета действительно могла появиться так же как Юпитер, а значит, вся эта планетная система может быть похожа на нашу".
В отличие от других инструментов GPI способен обнаруживать свет, который испускают сами молодые планеты, разогретые при формировании. Это излучение исходит от поверхности, что позволяет астрономам изучить химический состав разных слоёв атмосферы.
"Поиск очень молодых планет важен, потому что процесс образования планет является одной из самых больших загадок в современной астрономии, — добавляет Макинтош. — Двадцать лет назад у нас был хорошие модели, которые объясняли появление планет в Солнечной системе, но затем мы обнаружили, что другие планетные системы выглядят совершенно не так как наша".
Команда продолжит наблюдения за новой планетой в конце сентября, когда 51 Эридана Б выйдет из-за своего солнца. Подробные результаты последнего исследования были изложены в статье журнала Science.
