Астрономам удалось сфотографировать экзопланету — тёплый газовый гигант в звёздной системе на расстоянии 35 световых лет от Солнца. На сегодня это ближайшая к Земле экзопланета, для которой удалось получить прямое изображение. Кроме того, планета находится дальше почти всех известных планет от своей звезды — годовой оборот она совершает более чем за миллион лет.
При помощи обзора COol Companions ON Ultrawide orbiTS (COCONUTS) астрономы обнаружили планету — газовый гигант с массой в 6,3 раз больше массы Юпитера. Планета находится в звёздной системе L 34-26 — карликовой звезды спектрального класса M3 с массой примерно треть солнечной, расположенной на небе в южном созвездии Хамелеона. Это второй значимый результат проекта COCONUTS по наблюдению за холодными спутниками звёзд на сверхдальних орбитах. Новая статья по результатам исследований на базе обсерватории на Гавайях опубликована в июле 2021 года в The Astronomical Journal Letters. Открытие примечательно прежде всего тем, что планету, получившую обозначение COCONUTS-2b, удалось идентифицировать методом прямого изображения. Звезда находится на расстоянии 11 парсек, или 35 световых лет от Солнца, и это — самая близкая звёздная система, в которой её планету можно сфотографировать непосредственно. Напомним, что ближайшая к Земле звёздная система Проксима Центавра находится на расстоянии всего 4 световых года и тоже обладает несколькими экзопланетами, одна из которых даже похожа на Землю (см. статью о недавнем её открытии), однако эти планеты исследуют косвенными методами — поскольку планеты находятся слишком близко к звезде, прямые их изображения пока недоступны.
Планета же из системы L 34-26 находится в 6471 астрономической единице от своей звезды. На таком огромном расстоянии её период обращения — примерно 1,1 миллиона лет. На сегодня это планета с самым длинным «годом» из известных (предыдущий рекорд составлял около 900 тысяч лет). Благодаря такому удалению от звезды экзопланету удаётся зафиксировать на изображениях как отдельный объект. Прямое наблюдение планет, находящихся недалеко от своих звёзд, например, на расстояниях, характерных для Солнечной системы (в пределах 1—30 а.е.) — сложная задача из-за того, что отражённый свет от планеты значительно слабее светового потока от звезды. Для выделения сигнала от планеты звезду в поле телескопа нужно закрывать при помощи коронографов так же, как это делают для наблюдения за короной вокруг Солнца (про прямые изображения экзопланет можно прочитать в других наших заметках, например, здесь).
С другой стороны, планету на дальней орбите может быть сложно обнаружить из-за того, что она слишком слабо освещена. Но планета COCONUTS-2b, хоть и расположена очень далеко от звезды, оказалась достаточно тёплой. Температура на ней составляет 160 °C, это и позволяет зафиксировать излучение от неё в инфракрасном диапазоне. На подобном орбитальном расстоянии планета не может разогреться до этой температуры за счёт тепла от звезды. Возраст этой системы составляет от 150 до 800 миллионов лет, поэтому планета ещё хранит остаточное тепло после формирования планетной системы.
Из четырёх тысяч открытых и подтверждённых на сегодня экзопланет только около пятидесяти открыты методом прямого наблюдения. Большинство планет открывают по косвенным признакам, в частности, используя два самых распространённых метода — метод транзита и радиальной скорости (подробнее о них можно прочитать в других статьях). Они позволяют сделать заключение о массе и размерах планеты, и в некоторых случаях — о её атмосфере, периоде вращения и других характеристиках, включая даже зачаточные данные о геологическом строении. Но прямые наблюдения за планетой, тем более на таком небольшом расстоянии, позволят узнать гораздо больше. В частности, наблюдения за газовыми гигантами в молодых звёздных системах помогут понять механизмы формирования в том числе планет Солнечной системы.
