Космічний телескоп Джеймса Вебба отримав перше пряме зображення планети за межами Сонячної системи. Екзопланета є газовим гігантом, тобто не має твердої поверхні, а тому не придатна для життя.

Світлина, яку «намалювало» випромінювання, що пройшло крізь чотири різні світлофільтри, показує: «Вебб» своїм потужним інфрачервоним поглядом може легко виявляти планети за межами Сонячної системи. Це свідчить про те, що невдовзі телескоп дасть змогу астрономам отримувати більше інформації про екзопланети, ніж будь-коли раніше.

«Це переломний момент не лише для “Вебба”, але й для астрономії в цілому», — сказав Саша Гінклі (Sasha Hinkley), доцент кафедри фізики та астрономії Ексетерського університету в Англії, який керував цими спостереженнями, очолюючи велику міжнародну групу науковців. Космічний телескоп Джеймса Вебба — це міжнародна місія, яку очолює NASA у співпраці зі своїми партнерами ESA (European Space Agency — Європейське космічне агентство) і CSA (Canadian Space Agency — Канадське космічне агентство).

На цьому зображенні показано екзопланету HIP 65426 b у різних діапазонах інфрачервоного світла, яке реєструє космічний телескоп Джеймса Вебба. Фіолетовий колір позначає випромінювання з довжиною хвилі 3,00 мікрометра, зареєстроване приймачем NIRCam, а синій — це випромінювання з довжиною хвилі 4,44 мікрометра. Жовтий колір позначає випромінювання з довжиною хвилі 11,4 мікрометра, а червоний — 15,5 мікрометра. На цих довжинах хвиль працює приймач MIRI. Ці зображення мають різний вигляд, бо приймачі «Вебба» реєструють електромагнітне випромінювання на різних довжинах хвиль. Набір масок, якими оснащено кожен приймач, дає йому змогу працювати як коронограф, тобто блокувати світло материнської зорі. За такої умови можна побачити її екзопланети. Маленька біла зірка на кожному зображенні позначає розташування материнської зорі HIP 65426. Її випромінювання блокували коронографи і його ще послабили під час обробки зображень. Смуги на знімках з NIRCam є артефактами оптики телескопа, а не об’єктами на зображенні. Авторські права на зображення: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), наукова група ERS 1386 та A. Pagan (STScI). Фото з сайту https://blogs.nasa.gov.

Маса екзопланети HIP 65426 b приблизно в 6 —12 разів перевищує масу Юпітера. Спостереження за допомогою «Вебба» можуть допомогти ще більше звузити цей діапазон. Це молода планета — її вік становить приблизно від 15 до 20 мільйонів років. Для порівняння: вік Землі 4,5 мільярда років.

Астрономи відкрили екзопланету в 2017 році за допомогою приймача SPHERE, що встановлений на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії в Чилі. Тоді було отримано її зображення в діапазоні коротких інфрачервоних хвиль. Погляд «Вебба» у ділянці довших інфрачервоних хвилях відкриває нові деталі, які наземні телескопи не можуть виявити через інфрачервоне світіння атмосфери Землі.

HIP 65426 b міститься приблизно в 100 разів далі від своєї материнської зорі, ніж Земля від Сонця. Тобто вона достатньо віддалена від своє зорі й саме тому «Вебб» зміг її легко відокремити на зображенні. Камера ближнього інфрачервоного діапазону (Near-Infrared Camera, NIRCam) та інструмент середнього інфрачервоного діапазону (Mid-Infrared Instrument, MIRI) космічного телескопа оснащені коронографами. Це комплекти крихітних масок, які блокують світло зір. Завдяки цьому «Вебб» має змогу отримувати прямі зображення певних екзопланет. Римський Космічний телескоп імені Ненсі Грейс Роман NASA, який агентство планує запустити в цьому десятилітті, оснастять ще досконалішим коронографом.

«Ми були вражені тим, як добре працювали коронографи “Вебба”, щоб блокувати світло материнської зорі», — сказав Гінклі. Отримати прямі зображення екзопланет складно, бо зорі набагато яскравіші за планети. Планета HIP 65426 b у ближньому інфрачервоному діапазоні у понад 10 000 разів тьмяніша за свою материнську зорю, а в середньому — в кілька тисяч разів.

На зображеннях, отриманих з кожним окремим фільтром, планета має вигляд світлої плями дещо іншої форми. Це пов’язано з особливостями оптичної системи «Вебба» та того, як вона передає світло через різні оптичні пристрої.

«Робота з отримання цього зображення була схожа на пошук космічних скарбів», — сказав Аринн Картер (Aarynn Carter), докторант Каліфорнійського університету в Санта-Крузі, який очолював групу, що виконувала аналіз зображень. «Спочатку все, що я бачив, — це світло від зорі, але завдяки ретельній обробці зображень я зміг видалити це світло та відкрити планету».

Хоча це не перше пряме зображення екзопланети, зроблене з космосу (Космічний телескоп імені Габбла вже отримував прямі зображення екзопланет), але знімок HIP 65426 b вказує на один з напрямків, за яким «Вебб» може допомогти астрономам у дослідженнях екзопланет.

«Я гадаю, найцікавіше те, що ми тільки почали», — сказав Картер. «Попереду буде ще багато зображень екзопланет, які сформують наше загальне розуміння їх фізики, хімії та процесів формування. Ми навіть можемо відкрити раніше невідомі планети».

Дослідники готують статтю, яку вони подадуть до одного з наукових журналів. Тобто оприлюднені результати ще не пройшли етап рецензування. Але перший прямий знімок екзопланети, отриманий за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, вже натякає на майбутні можливості для вивчення далеких світів.

Автор тексту в оригіналі: Елізабет Ландау (Elizabeth Landau), штаб-квартира NASA.

За інф. з сайту https://blogs.nasa.gov