AF Lep b стала первой экзопланетой, обнаруженной с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» на малом угловом расстоянии от своей звезды
Учёные обнаружили планету AF Lep b, которая стала самой маломассивной планетой за пределами Солнечной системы, которую можно было наблюдать напрямую, а её массу можно измерить с помощью астрометрии. Это достижение стало возможным благодаря использованию космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), который позволил изучить атмосферу планеты и получить ценную информацию о её составе и поведении.
AF Lep b, которой всего 23 миллиона лет, является относительно молодым газовым гигантом, что делает её яркой и хорошим объектом для наблюдения. Однако команда исследователей, возглавляемая аспирантами Кайлом Фрэнсоном и Уильямом Балмером, столкнулась с трудностями при наблюдении планеты, поскольку она приближается к своей звезде по орбите, что затрудняет обнаружение.
«AF Lep b находится прямо на внутренней границе обнаружения. Несмотря на свою необычайную чувствительность, JWST меньше наших крупнейших телескопов на земле. И мы ведём наблюдение на более длинных волнах, что приводит к тому, что объекты выглядят более размытыми. Становится трудно отделить один источник от другого, когда они кажутся так близко друг к другу», — пояснил Фрэнсон.
Чтобы наблюдать планету, команда использовала коронограф, который блокирует свет звезды, чтобы можно было увидеть близлежащие объекты. Однако на угловом расстоянии AF Lep b от своей звезды коронограф блокирует более 90% света планеты, что затрудняет наблюдение.
«Принято считать, что JWST более чувствителен к планетам с меньшей массой на широких орбитах, чем наземные установки, но до его запуска не было ясно, будет ли он конкурентоспособен на малых расстояниях. Мы действительно доводим приборы до предела», — сказал Брендан Боулер, астроном из Техасского университета и соавтор исследования.
Чтобы не упустить эту возможность, команда подала заявку на программу Director’s Discretionary Time (и она была одобрена) для важных и срочных наблюдений. Заявки на получение наблюдательного времени на JWST являются конкурентоспособными, тем более под этим специальным обозначением. Это оказалась первая программа Director’s Discretionary Time, которую ведут аспиранты. И это одна из немногих программ в области экзопланет.
Команда стремилась узнать больше об атмосфере AF Lep b из-за редкой возможности прямого наблюдения планет с массой, схожей с массой газовых гигантов в Солнечной системе. Согласно наблюдениям, у экзопланеты очень активная атмосфера, а конвекционные потоки смешивают элементы между нижними и верхними уровнями.
«Мы наблюдали гораздо больше оксида углерода, чем изначально ожидали. Единственный способ доставить газ такого типа в верхние слои атмосферы планеты — это сильные восходящие потоки», — пояснил Балмер.
Хотя исследовать AF Lep b было захватывающе, сама возможность делать подобные наблюдения заслуживает особого внимания, отметили исследователи. «Эти данные были получены на втором году работы JWST. Нам предстоит ещё многое. Речь идёт не только о планетах, о которых мы знаем сейчас, но также о планетах, которые мы вскоре откроем. Это предвещает некоторые из захватывающих работ, которые мы увидим в ближайшие годы», — сказал Боулер.
