Elias 2-24 b: архівні дані Keck підтвердили наймолодшу відому екзопланету

Elias 2-24 b — новопідтверджена гігантська екзопланета віком менш як 1 мільйон років. Наразі це наймолодша підтверджена планета з-поза Сонячної системи. Вона міститься приблизно за 450 світлових років від Землі й досі занурена в газопиловий диск навколо своєї молодої зорі. Саме тому астрономи отримали рідкісну нагоду спостерігати формування планети майже в реальному часі. 1713

Що відомо про новонароджену планету

Elias 2-24 b описують як об'єкт розміром із Юпітер або з масою, приблизно порівнянною з юпітеріанською. Планета все ще накопичує речовину з протопланетного диска — кільця газу й пилу, з якого формуються планети. 1317

Вона розташована приблизно за 55 астрономічних одиниць (а. о.) від своєї зорі — тобто у 55 разів далі, ніж Земля від Сонця. Об'єкт лежить в одному з помітних проміжків диска. Ранні оцінки яскравості давали широкий діапазон можливої маси: від 0,5 до 5 мас Юпітера; результат залежав, зокрема, від того, чи має планета власний навколопланетний диск, який додає світла системі. 2

Проміжки в протопланетних дисках можуть виникати з різних причин. Але виявлення планети прямо в такій структурі дає переконливе пояснення того, чому ця ділянка диска очищена або має незвичну будову. У дослідженні поєднали дані обсерваторії Кека, радіоінтерферометра ALMA та Дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії. 13

Як архів Keck допоміг підтвердити відкриття

Вирішальним став новий аналіз архівних спостережень семи молодих зір, профінансованих NASA. Їх виконали за допомогою коронографа в обсерваторії В. М. Кека на Гаваях. Коронограф блокує сліпуче світло зорі, завдяки чому можна побачити значно тьмяніші об'єкти поруч із нею. 17

У випадку Elias 2-24 ключові зображення були зроблені у 2018 та 2020 роках. Спостереження в різні моменти часу дали змогу перевірити, чи узгоджується рух точкоподібного джерела з рухом супутника в цій системі, а не з випадковим артефактом або далеким фоновим об'єктом. За повідомленнями про дослідження, ці дані встановили рух об'єкта й підтвердили, що це планета. 417

Це також показовий приклад цінності наукових архівів: дані, зібрані багато років тому, можуть стати визначальними завдяки новим методам аналізу та додатковим спостереженням.

Чому вік менше мільйона років такий важливий

Більшість підтверджених екзопланет астрономи бачать вже після того, як їхні первинні диски розсіялися. Elias 2-24 b — виняток: це гігантська планета, яку ще оточує матеріал її народження. Тож її властивості можна безпосередньо зіставити зі структурою диска навколо зорі. 1317

Найсуттєвіший результат — саме вік. NASA оцінює його як менш ніж 1 мільйон років, тоді як попереднім рекордсменам було близько 5 мільйонів років. 1710 Поява планети юпітеріанського масштабу на такій ранній стадії ставить жорсткі вимоги до пояснень формування газових гігантів.

Одне це спостереження не визначає механізм народження Elias 2-24 b. Проте воно створює важливий реальний орієнтир для теорії: будь-яка життєздатна модель має пояснити, як масивна планета могла виникнути, коли системі ще немає мільйона років.

Що зможе додати телескоп Roman

Екзопланети — один із головних наукових напрямів космічного телескопа NASA імені Ненсі Ґрейс Роман. Його програма передбачає широкі огляди за допомогою ширококутного інструмента Wide Field Instrument, а також демонстраційні спостереження з коронографічним інструментом. 2324

Сам по собі Roman не зробить Elias 2-24 b менш винятковою. Однак його широкі огляди та можливості висококонтрастних спостережень можуть допомогти сформувати ширший контекст для подібних систем. Якщо астрономи знайдуть і дослідять більше молодих планет біля дисків, де формуються планети, вони зможуть порівнювати проміжки в дисках, положення планет, їхні маси та стадії еволюції в багатьох системах.

Поки що Elias 2-24 b лишається особливо наочним «знімком» ранньої планетної системи: гігантський світ уже виявлено всередині диска, який ще його живить, а підтвердження частково прийшло з даних, що роками чекали в архіві. 1317