Три планеты на одном снимке

С помощью прогрессивной адаптивной оптики телескопических систем "Кек" и "Джемини" астрономам впервые удалось сделать снимок планетарной системы, состоящей из трёх планет, обращающихся вокруг центральной звезды. Они отчётливо видны в инфракрасном диапазоне. Все три планеты являются газовыми гигантами, значительно более массивными, чем Юпитер.

Недавно открытая планетная система прнадлежит молодой звезде с обозначением HR 8799, которая находится на расстоянии 150 световых лет от Земли. Эта звезда примерно в полтора раза больше Солнца. Три обнаруженные рядом с ней планеты очень велики: масса одной из них в десять раз больше массы Юпитера, другая — в девять раз, а третья в шесть раз превышает массу газового гиганта из Солнечной системы. Чем дальше от центральной звезды проходит орбита планеты, тем меньше ее масса — точно так же дело обстоит с газовыми гигантами Солнечной системы. Астрономы считают весьма вероятным, что вокруг звезды «HR 8799» обращаются еще и другие планеты меньшей массы.

«Все открытые прежде планетные системы были не чем иным, как только небольшим нарушением на кривой траектории движения. Здесь мы имеем первую настоящую картинку — изображение всей планетной системы», — пояснил Брюс Макинтош, сотрудник Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в штате Калифорния, подчеркивая особое значение открытия. Брюс Макинтош является также автором публикации, появившейся в «Science Express». В ней говорится: «Мы в течение восьми лет пытались сфотографировать планеты — безуспешно. А тут получилась фотография сразу трех планет в одном месте».

Большинство из более чем трехсот известных в настоящее время планет за пределами Солнечной системы (экзопланет) обнаружено с использованием различных «непрямых методик детектирования», а не при помощи непосредственного наблюдения. Чаще всего наблюдатели обращают внимание на незначительное мерцание звезды, которое происходит из-за периодического прохождения планеты на ее фоне. «Но теперь у нас наконец имеется фотография целой планетной системы, — говорит Макинтош. — Это важная веха на пути поисков и классификации планетных систем вокруг далеких чужих "солнц"».

Газовые гиганты в далекой системе вокруг звезды HR 8799 находятся на расстояниях 24, 37 и 67 астрономических единиц от своей центральной звезды. Астрономическая единица — это среднее удаление Земли от Солнца. Крайняя с внешней стороны системы звезда находится на внутренней границе дискообразной области, состоящей из остатков звездообразования. Он, пожалуй, напоминает Пояс Койпера в Солнечной системе, растянувшийся с внешней стороны от орбиты Нептуна на удалении около 30 астрономических единиц.

«Этот пылевой диск вокруг "HR 8799" — один из самых массивных вокруг звезд в радиусе 300 световых лет от Земли», — говорит Бен Цукерман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. В некотором смысле, планетная система вокруг звезды «HR 8799» является, по мнению ученых, увеличенной версией нашей Солнечной системы. И сама звезда тоже похожа на Солнце, только в полтора раза больше и ярче.

«HR 8799» — центральная звезда системы — является яркой голубоватой звездой спектрального класса А. Вокруг них иногда ищут планеты, поскольку они из-за своей высокой светимости представляют неблагоприятный контраст между относительно темными планетами и яркой звездой. Однако такие звезды способствуют образованию огромных плотных дисков из пыли и газа, а также могут иметь при себе массивные планеты на значительном удалении от центра системы. Именно такие планеты легче всего обнаружить. Открыть планетную систему HR 8799 помогло то обстоятельство, что звезда очень молода — всего сто миллионов лет. Ее планеты тоже, соответственно, молоды и излучают еще много тепла.

«Мы увидели эти планеты, смогли отделить их свет от света центрального светила системы и сделать спектроскопическое исследование, которое позволило получить некоторые сведения об их температуре и составе», — рассказывает Брюс Макинтош. Тревис Бэрман из 06серватории Лоуэлла в штате Аризона дополняет коллегу: «Сравнение полученных данных с модельными расчетами атмосфер говорит о том, что все три планеты обладают сложными атмосферами с пылевыми облаками, которые поглощают и снова выделяют тепло».

Их удалось наблюдать непосредственно с помощью адаптивной оптики телескопов «Кек» и «Джемини» на вершине потухшего вулкана Мауна Кеа на одном из Гавайских островов. Для астрономов работа по изучению «HR 8799» и ее планетной системы далеко не закончена. «Я полагаю, что в системе есть еще и другие планеты, которые мы пока не смогли открыть, — говорит Брюс Макинтош. — Она отличается от большинства других тем, что газовые планеты обращаются на внешних орбитах — совсем так же, как в Солнечной системе. Таким образом, внутренние орбиты остаются для небольших планет, подобных Земле. Но они слишком малы, чтобы их обнаружить современными техническими средствами».