Teleskopowi Webba udało się bezpośrednio sfotografować egzoplanetę. To najbliższy Ziemi superjowisz

W tym artykule:

1. Jak wygląda zdjęcie planety pozasłonecznej
2. Planeta o wydłużonej orbicie
3. Nowe badania znanej planety

Gwiazdy Epsilon Indi nigdy nie widać z Polski. Należy do gwiazdozbioru Indianina, słabo widocznej konstelacji nieba południowego. Epsilon Indi jest piątą co do jasności gwiazdą tej konstelacji, która w atlasach astronomicznych znalazła się dopiero na początku XVII w. Od Ziemi dzieli ją niecałe 12 lat świetlnych. Jak na odległości w kosmosie, to dosłownie nasze kosmiczne sąsiedztwo.

Długo uważano, że Epsilon Indi to pojedyncza gwiazda. Dopiero w XXI wieku odkryto jej towarzyszy. Z Epsilonem Indi – czerwonym karłem nieco mniejszym od Słońca – grawitacyjnie związane są dwa brązowe karły, tworzące układ podwójny. Mają wspólny środek masy, który okrążają w ciągu 15 lat. Od swojego głównego towarzysza – określonego teraz jako Epsilon Indi A – dzieli je 1500 jednostek astronomicznych. Jedna jednostka astronomiczna, czyli średnia odległość Ziemi od Słońca, wynosi 150 mln km.

Ten układ potrójny to jednak nie wszystko. W rzeczywistości jest to system planetarny – ma bowiem przynajmniej jedną planetę odkrytą w 2018 r. Naukowcom właśnie udało się zaobserwować ją bezpośrednio za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Jak wygląda zdjęcie planety pozasłonecznej

Odkrycie zasługuje na uwagę z paru powodów. Jest to pierwsza planeta pozasłoneczna bezpośrednio sfotografowana przez Webba, która wcześniej nie była obserwowana z Ziemi. Jest również znacznie chłodniejsza od innych gazowych planet, które dotychczas badał Teleskop Webba. Naukowcy – których praca ukazała się właśnie w prestiżowym czasopiśmie „Nature” – są zdania, że odkrycie pozwoli dowiedzieć się więcej o powstawaniu i ewolucji zimnych gazowych olbrzymów.

Jak wygląda bezpośrednie zdjęcie egzoplanety? Oczywiście nie tak jak fotografia ilustrująca ten artykuł (to wizja artystyczna, pokazująca gazowego olbrzyma i jego główne słońce, Epsilon Indi A). W rzeczywistości na zdjęciach z Teleskopu Webba widać wyłącznie bardzo jasny punkt. Jednak i tak jest to duże osiągnięcie. Planety zazwyczaj wykrywa się pośrednio, np. metodą tranzytową.

Jak powstało to zdjęcie? Naukowcy wykorzystali instrument naukowy Webba prowadzący obserwacje w średniej podczerwieni – MIRI. MIRI wyposażony jest w koronograf, czyli coś na kształt przesłony, pozwalającej zakryć pewien fragment fotografowanego obszaru. W tym przypadku koronograf przykrył jasną gwiazdę Epsilon Indi A. Umożliwiło to zarejestrowanie znacznie słabszego promieniowania emitowanego przez planetę.

Planeta o wydłużonej orbicie

Zgodnie z konwencją astronomiczną, sfotografowany glob został oznaczony jak Epsilon Indi Ab (mała literka b oznacza tu egzoplanetę). Obserwacje dostarczyły o nim zupełnie nowych informacji i skorygowały te, które już mieliśmy. – Ku naszemu zdziwieniu jasna plama, która pojawiła się na zdjęciach MIRI, nie odpowiadała oczekiwanej pozycji planety – przyznaje Elisabeth Matthews, badaczka z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Heidelbergu.

Analiza uzyskanych obrazów pozwoliła uaktualnić dane o masie planety. Jest ona sześć razy bardziej masywna niż Jowisz. Porusza się po eliptycznej, mocno wydłużonej orbicie. Gdy jest najbardziej oddalona od swojej gwiazdy, dzieli ją od niej 20–40 jednostek astronomicznych. To duża rozbieżność, jednak wykreślenie dokładnej orbity Epsilon Indi Ab nastręczało dotychczas sporo trudności. Planeta okrąża swoją gwiazdę w około 200 lat – kilkuletnie obserwacje to za mało, by określić, po jakim dokładnie torze się porusza.

Nowe badania znanej planety

Obserwacje z pomocą Teleskopu Webba pozwoliły wysnuć pierwsze wnioski dotyczące atmosfery Epsilon Indi Ab. Ten chłodny superjowisz może zawierać duże ilości ciężkich pierwiastków takich jak węgiel. Może więc składać się z metanu, tlenku węgla i dwutlenku węgla, często obecnych w gazowych olbrzymach. Możliwe również, że planetę spowijają chmury. Czy tak jest w istocie, rozstrzygną dalsze obserwacje.

– W dłuższej perspektywie mamy nadzieję obserwować także inne pobliskie układy planetarne w poszukiwaniu nieodkrytych jeszcze zimnych gazowych olbrzymów – mówi Matthews. – Takie badanie pomogłoby lepiej zrozumieć proces powstawania i ewolucji planet gazowych – dodaje badaczka.

Źródła: EurekAlert, Nature, MPIA.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com