Казалось, ответ был совсем рядом. Но анализ атмосферы одной из самых многообещающих юных экзопланет разрушил надежды астрономов.
Международная группа астрономов исследовала гигантскую экзопланету Бета Живописца b с помощью модернизированного интерферометра GRAVITY+, установленного на комплексе Очень большой телескоп (Very Large Telescope, VLT) Европейской южной обсерватории в Чили. Работа должна была определить, где именно в протопланетном диске β Pictoris сформировалось тело, однако результаты оказались неожиданными.
Система Бета Живописца (β Pic, β Pictoris) считается одной из самых изученных молодых планетных систем. Ее возраст составляет не более 23 млн лет (для сравнения, Солнечной системе 4,5 миллиарда лет), однако она уже вошла в главную последовательность и обзавелась подопечными. Вокруг звезды вращается пылевой диск, внутри которого уже различимы как минимум о три газовых гиганта. Самый массивный из них — Бета Живописца b — был открыта методом прямого фотографирования еще в 2008 году. Масса молодой экзопланеты равна примерно 11 массам Юпитера, а полный оборот вокруг звезды занимает 23 земных года.
Помимо протопланетного у β Pictoris есть более обширный так называемый обломочный диск, заполненный продуктами столкновений планетезималей. Астрономы предполагают, что мощные приливные силы в молодой системе могут периодически выбрасывать камни и кометы во все стороны, делая Бету Живописца источником потенциальных межзвездных объектов типа 3I/ATLAS. Расстояние от β Pic до нас сравнительно невелико (63,4 светового года). В одном световом годе 9 460 730 472 581 км. Несложный подсчет показывает, что при условной скорости 100 км/с осколок из диска Беты Живописца способен достичь Солнечной системы примерно за 191 тысячу лет.
Исследователи рассчитывали проверить предложенную несколько лет назад методику, согласно которой место рождения гигантской планеты можно определить по соотношению изотопов углерода в молекулах угарного газа ее атмосферы (12CO/13CO). Предполагалось, что если планета сформировалась за пределами так называемой линии замерзания угарного газа, где CO существует в виде льда, то это должно оставить характерный химический след. Угарный газ переходит в твердое состояние при -205°C, в то время как углекислому CO2 надо «всего лишь» -78.5°C.
Однако измеренное отношение изотопов практически совпало с тем, что наблюдается у самой звезды. Как признали авторы в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, определить место формирования планеты по этому признаку не удалось. По словам ученых, вероятнее всего, химический состав атмосферы оказался изменен последующим накоплением газа и твердых частиц уже после рождения планеты. Это означает, что одного такого показателя недостаточно для восстановления истории формирования газовых гигантов
Во время наблюдений ученые обнаружили возможные признаки изменения яркости атмосферы β Pictoris b. Пока исследователи не могут уверенно сказать, связано ли это с переменной облачностью, особенностями атмосферы или другими процессами. Для подтверждения понадобятся дополнительные наблюдения.
Авторы отмечают, что именно высокая стабильность модернизированного комплекса GRAVITY+, оснащенного новой системой адаптивной оптики, позволила получить столь точные спектры непосредственно от самой экзопланеты. Подобные измерения ранее были практически недоступны.
