Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил скрытую гигантскую планету в системе Бета Пикторис

В течение многих лет в системе Бета Пикторис, одной из наиболее тщательно изученных планетных систем Млечного Пути, оставалась скрытой третья гигантская планета, замаскированная яркой пылью. Космический телескоп Джеймса Уэбба выявил этот объект, обнаружив молекулы в его атмосфере.

Ранее в системе были известны две планеты: Beta Pictoris b, одна из первых экзопланет, полученных посредством прямой съемки, и Beta Pictoris c. Появление Beta Pictoris d делает эту систему второй из известных, где обнаружено как минимум три планеты, визуально зафиксированные. В отличие от своих спутников, новую планету сначала выявили не по световому пятну, а по химическому составу атмосферы, что представляет новый метод поиска труднодоступных миров.

«Это открытие дополняет уже увлекательную планетную систему», — отметил Айдан Гиббс, ведущий автор исследования, опубликованного в Astrophysical Journal Letters и являющийся постдоком Университета Калифорнии в Сан-Диего. «Бета Пикторис давно служит лабораторией для изучения формирования и эволюции планетных систем, и теперь у нас есть еще одна планета, которая помогает рассказать эту историю».

Характеристики новой планеты

Бета Пикторис находится на расстоянии 63 световых года от Земли и имеет возраст около 23 миллионов лет. Благодаря своей относительной молодости и близости астрономы могут исследовать взаимодействие недавно сформировавшихся планет с остатками пыли и обломков, оставшихся после формирования системы.

Оценки показывают, что масса Beta Pictoris d составляет не менее двух масс Юпитера, что делает ее наименее массивной из трех известных гигантских планет системы. Модели указывают, что орбита планеты расположена примерно в 30 астрономических единицах от звезды, что сопоставимо с положением Нептуна в нашей Солнечной системе. Эта планета движется по самой широкой орбите из трех, но при этом остается внутри внутренней границы диска обломков.

Обнаружение по химическому отпечатку

Исследователи не планировали искать новую планету. Они использовали спектрограф NIRSpec телескопа Уэбба для изучения атмосферы Beta Pictoris b, когда в данных неожиданно проявился сигнал Beta Pictoris d. Наблюдения опирались на интегральный полевой блок NIRSpec, который одновременно записывает изображение и спектр с каждого пикселя.

«Мы не искали новую планету, — рассказал Гиббс. — Мы пытались понять уже известный объект, но затем в данных появился неожиданный сигнал там, где его не ожидали». Вместо ровного спектра, отраженного светом от пыли, ученые заметили повторяющиеся пики и впадины, обусловленные линиями поглощения монооксида углерода, напоминающими штрих-код и характерными для атмосферы гигантских планет.

Спектроскопия позволила определить не только химический состав объекта, но и его движение. Измерения радиальной скорости показали, что скорость, положение и ориентация источника совпадают с объектом, вращающимся вокруг Бета Пикторис. Эти данные исключили возможность того, что это далекая звезда или коричневый карлик с монооксидом углерода.

Жан-Батист Руффио, научный сотрудник Университета Калифорнии в Сан-Диего и руководитель первых наблюдений Уэбба, в ходе которых было сделано открытие, отметил: «В интегральном полевом блоке появился неожиданный яркий источник, но мы привыкли не доверять ярким пятнам на изображениях — они могут быть артефактами или структурами в диске обломков. Получив спектр одновременно с изображением, мы быстро подтвердили наши подозрения».

Подтверждение и дополнительные данные

Дальнейшие наблюдения, проведенные по запросу на выделенное время директора, использовали инструмент MIRI телескопа Уэбба для обнаружения метана и водяного пара. Эти молекулы подтвердили, что объект является планетой, а также дали дополнительные сведения об атмосфере.

Поскольку планета была выявлена спектроскопически, астрономы смогли начать изучение ее атмосферных свойств в рамках тех же наблюдений, что и открытие. «Спектр содержит огромное количество информации, — пояснил Руффио. — Вы не просто узнаете, что это планета, но сразу начинаете изучать ее температуру, химию и движение».

Независимый анализ изображений, проведенный Беном Сатлифом из Эдинбургского университета и Маркусом Бонзе из Европейской южной обсерватории, подтвердил открытие. Для этого они использовали данные с Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории и камеры NIRCam телескопа Уэбба.

Преодоление препятствий пылевого диска

Долгое время Beta Pictoris d оставалась незамеченной из-за того, что находится внутри одного из самых ярких дисков обломков, наблюдаемых астрономами. Пыль рассеивала свет звезды, подобно туману, что затрудняло различение планеты и особенностей диска. Спектроскопический метод Уэбба позволил выделить узкие молекулярные сигналы атмосферы планеты, минуя эту путаницу.

Планета также может объяснять некоторые необычные черты диска, включая его четко очерченную внутреннюю границу. Ранее астрономы предполагали, что невидимая планета, подобная Beta Pictoris d, может формировать такую структуру диска.

Новые возможности поиска экзопланет

Открытие не только добавляет новую планету в систему Бета Пикторис, но и демонстрирует новую стратегию поиска экзопланет в условиях, где пыль или другие структуры мешают традиционной визуализации. Beta Pictoris d стала первой планетой, обнаруженной преимущественно с помощью спектроскопии умеренного разрешения.

Этот результат показывает, что атмосферные отпечатки могут выявлять планеты в визуально сложных системах без полной зависимости от классической коронографической съемки. Исследователи продолжат анализировать данные Уэбба для уточнения орбиты, температуры и состава атмосферы планеты, что позволит получить более полное представление о молодой планетной системе.

Источник: «Discovery of an Exterior Third Planet Orbiting β Pictoris» Айдана Гиббса и соавторов, 15 июля 2026 года, The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/ae801b

Поддержка программы 8063 осуществлялась NASA через грант Института науки космического телескопа, который управляется Ассоциацией университетов по астрономическим исследованиям по контракту NASA NAS 5-03127.