Одинокая планета обнаружена в 40 раз дальше от звезды, чем Плутон от Солнца

Исследователи из Монреальского университета объявили об открытии планеты, во много раз тяжелее Юпитера, и просто невероятно далекой от своей звезды: 2000 а. е. Эта планета, GU Psc b, настолько далека от своей звезды, что ее можно сфотографировать без помощи адаптивной оптики, просто как независимую точку в инфракрасном свете.

Поскольку GU Psc b далека от своей звезды, астрономы могут узнать о ней массу информации. За один час работы телескопа Gemini North, астрономы выяснили все о спектре GU Psc b, а значит и ее физические свойства вроде массы и температуры. Обычно это сложно наблюдать из-за звезды поблизости.

Обнаружение этой экзопланеты — крайне важное событие. Не только потому, что мы можем получить четкое представление о массе и температуре планеты, но также и из-за стимула искать в местах, в которые мы никогда бы не заглянули.

В отличие от GU Psc b, большинство из 1700 экзопланет в текущем каталоге NASA не были зафиксированы напрямую, не было сделано ни одного снимка ни в одной длине волны. Были зафиксированы гравитационные эффекты, оказываемые звездой. Иногда фиксировался эффект затемнения, когда планеты закрывали собой свет родительской звезды. Иногда существование планеты выводилось из наличия щелей в дисках пыли, вращающихся вокруг звезды.

В настоящее время в экзопланетарном каталоге, который поддерживает Парижская обсерватория, только 46 планет были сфотографированы напрямую; из них GU Psc b в своем роде уникальна.

Из сфотографированных экзопланет, GU Psc b в 9-13 раз тяжелее Юпитера по массе, а значит, один из крупнейших коричневых карликов. Тринадцать масс Юпитера — это минимальная масса, после которой начинается процесс ядерного синтеза. Многие из сфотографированных планет могут быть по размерам близки к GU Psc b, но также есть мнение, что коричневых карликов в природе больше, чем планет. Самое интересное в этой планете то, что из всех гигантских планет, обнаруженных до сих пор, эта кружится на очень большом расстоянии от своей родительской звезды.

«Этот тип экзопланеты отличается от обнаруженных ранее нами, и уж точно не тот, который предполагали обнаружить теоретики, — отмечает соавтор работы Мари-Ив Науд из Монреальского университета. — Уж точно не возле такой маломассивной звезды, как GU Psc (менее 30% массы Солнца)».

В своей недавней работе Науд и ее коллега Этьен Артиго описали, как применяют по-новому старую технику. Чтобы увидеть гигантские планеты, которые относительно близки к своим звездам, за много световых лет, необходима передовая адаптивная оптика и обсерватория Gemini. Науд и Артиго решили наблюдать планеты, используя «стандартную» камеру. Чтобы найти удаленную планету без особых инструментов, они использовали определенные цвета, или длину волны, которые отличают планеты от звезд или галактик на заднем фоне. Ученые изучили десятки звезд с помощью этой техники, прежде чем обнаружили GU Psc b.

«Моей идеей было изучить всю «сферу», в которой физически могла быть планета в течение астрофизически значительного количества времени, — говорит Артиго. — Вне зависимости от предсказаний относительно механизмов формирования».

Многие модели предсказывают, что планеты не могут быть найдены за пределами 100 а. е. Те же модели предсказывают, что если планеты находятся в 5000 а. е. от родительской звезды, они будут оставаться там в течение миллиардов лет. Для астрономов это означает, что существует широкая полоса неба, которая теоретически может содержать планеты. Несмотря на это, поиски в основном сосредоточены на области возле молодых звезд. Науд и ее коллеги взяли более широкий диапазон.

«Эта техника не позволяет нам найти планеты, которые можно найти с помощью специальных инструментов, но она позволила нам обнаружить GU Psc b, расположенную в 42 угловых секундах от своей звезды, — комментирует Науд. — GU Psc стала бесценным подтверждением точности нашей модели поиска подобных объектов, и мы сможем использовать полученную информацию для дальнейшего поиска более скрытых планет-компаньонов».

«Я не думаю, что эти гигантские удаленные планеты — обычное явление, — говорит Науд. — Тем не менее, тот тип объектов существует, и мы можем легко их найти, а значит, будем искать».

Гигантские удаленные экзопланеты с легко наблюдаемым спектром могут вращаться на тысячи а. е. от главных звезд, которые мы уже наблюдали. GU Psc b стала важным примером, почему стоит еще раз рассмотреть знакомых звезды и их окрестности в поисках планет, которые могли образоваться так далеко.

«Люди склонны искать системы, похожие на нашу собственную Солнечную систему, — говорит Артиго. — Но во внешних пределах нашей Солнечной системы нет планет с массой, большей, чем у Юпитера, поэтому такие далекие планеты, как GU Psc b, просто не пытались найти изначально».