Телескоп «Джеймс Уэбб» впервые сфотографировал новую экзопланету в диске обломков

Диск вокруг звезды TWA 7, зафиксированный с помощью инструмента SPHERE Очень Большого Телескопа ESO. Изображение, полученное прибором MIRI телескопа JWST, наложено сверху. Чётко видна пустая область вокруг TWA 7 B в кольце R2 (CC #1). Автор: A.-M. Lagrange и др. — Evidence for a sub-jovian planet in the young TWA7 disk, 2025

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) с момента ввода в эксплуатацию в 2022 году позволил лучше изучить известные экзопланеты. Благодаря исследованию под руководством учёного из CNRS в Обсерватории Париж-PSL при участии Университета Гренобль-Альпы, телескоп недавно впервые запечатлел ранее неизвестную экзопланету.

Это открытие, опубликованное в журнале Nature, стало первым для телескопа и было сделано с помощью коронографа французского производства, установленного на инструменте MIRI JWST.

Экзопланеты — ключевые цели в наблюдательной астрономии, так как они помогают лучше понять, как формируются планетные системы, включая нашу собственную. Хотя тысячи экзопланет были обнаружены косвенными методами, получение их изображений остаётся серьёзной проблемой. Они менее яркие и, если смотреть с Земли, расположены очень близко к своим звёздам; их сигнал, заглушаемый излучением звезды, недостаточно выделяется, чтобы быть видимым.

Чтобы решить эту проблему, CNRS совместно с CEA разработал коронограф для инструмента MIRI JWST. Он воспроизводит эффект, наблюдаемый во время затмения: маскировка звезды облегчает наблюдение окружающих её объектов, не скрытых её светом.

Именно эта техника позволила команде под руководством исследователя CNRS открыть новую экзопланету — первую, обнаруженную JWST. Она находится внутри диска из каменистых обломков и пыли.

Кольца в дисках обломков

Учёные сосредоточились на наиболее перспективных целях наблюдения: системах возрастом в несколько миллионов лет, которые можно наблюдать «с полюса», что позволяет видеть диски «сверху». Недавно сформировавшиеся планеты в этих дисках ещё горячие, что делает их ярче, чем более старые аналоги.

Планеты с малой массой в принципе легче обнаружить в среднем инфракрасном диапазоне, для которого JWST предоставил уникальное окно наблюдения. Среди дисков, видимых «в лоб», два особенно привлекли внимание исследователей: предыдущие наблюдения выявили в них концентрические кольцеобразные структуры.

Учёные до сих пор предполагали, что эти структуры возникают из-за гравитационного взаимодействия между неидентифицированными планетами и планетезималями. Одна из двух систем, названная TWA 7, имеет три отчётливых кольца, одно из которых особенно узкое и окружено двумя пустыми областями, почти лишёнными вещества.

Изображение, полученное JWST, выявило источник в центре этого узкого кольца. Исключив возможность ошибки наблюдения, учёные пришли к выводу, что это, скорее всего, экзопланета. Детальные симуляции подтвердили формирование тонкого кольца и «дыры» именно в положении планеты, что полностью соответствует наблюдениям JWST.

Какие перспективы у будущих открытий экзопланет?

Новая экзопланета, названная TWA 7 b, в десять раз легче тех, что удавалось запечатлеть ранее! Её масса сопоставима с массой Сатурна, что составляет около 30% массы Юпитера — самой массивной планеты Солнечной системы. Этот результат знаменует новый этап в исследованиях и прямой визуализации всё более мелких экзопланет, которые больше похожи на Землю, чем на газовых гигантов.

JWST потенциально способен на большее. Учёные надеются в будущем получить изображения планет массой всего 10% от массы Юпитера.

Это открытие демонстрирует актуальность будущих поколений космических и наземных телескопов, предназначенных для поиска экзопланет, особенно с помощью более совершенных коронографов. Наиболее перспективные системы уже идентифицируются для будущих наблюдений.

Подробнее: Anne-Marie Lagrange, Evidence for a sub-Jovian planet in the young TWA 7 disk, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09150-4. www.nature.com/articles/s41586-025-09150-4

Источник: CNRS