Планеты у далеких звезд видны все отчетливей

Длительные поиски астрономами планет в иных звездных системах увенчались успехом — за последние полгода появилось несколько сенсационных, но требующих подтверждений сообщений о прямой регистрации излучения экзопланет 2М1207b, TrES-1 и HD 209458b, а также GQ Lupi b. Последние результаты, полученные учеными Европейской Южной обсерватории (ESO), подтверждают — спутник звезды GQ Lupi, по всей видимости, является именно планетой, а не коричневым карликом.

GQ Lupi, которая находится от нас на расстоянии около 500 световых лет, принадлежит к классу очень молодых звезд типа Т-Тельца, ее предположительный возраст — от 100 тыс. до 2 млн. лет. Это означает, что период ее формирования еще не закончен, следовательно, предполагаемые планеты в окрестности звезды также молоды и имеют высокую температуру. Благодаря этому обстоятельству разность в интенсивности излучения звезды и ее спутника в ближней инфракрасной области не так велика, как в оптическом диапазоне, что дает возможность получить изображение планеты.

Наблюдения тесной пары объектов GQ Lupi А и GQ Lupi b были выполнены 25 июня 2004 г. при помощи Very Large Telescope на горе Cerro Paranal в Чили с использованием системы адаптивной оптики NACO, позволяющей устранить «дрожание» изображения вследствие влияния атмосферных потоков, что дало ученым возможность получить чрезвычайно четкие изображения и спектры небесных тел. Предполагаемая планета находится на угловом расстоянии 0,7 угловых секунды от материнской звезды (это соответствует расстоянию, в 2,5 раза превышающему расстояние от Солнца до Плутона) и при этом всего лишь в 250 раз слабее по яркости, чем центральная звезда системы. После изучения архивов наблюдений нескольких обсерваторий оказалось, что эта же звезда наблюдалась ранее при помощи телескопа Субару на Гавайских островах в июле 2002 г., а также космического телескопа Хаббл в апреле 1999 г. Полученные ранее изображения позволили измерить изменение во времени относительного расположения звезды и ее предполагаемого спутника, чтобы установить, являются ли объекты тесной парой, связанной силами гравитационного взаимодействия, или же их видимая близость — результат случайной проекции на небесной сфере двух удаленных в пространстве и физически не связанных между собой небесных тел.

При спектральном анализе излучения GQ Lupi b удалось обнаружить линии воды и окиси углерода, что свидетельствует об относительно низкой температуре предполагаемой планеты — от 1600 до 2500 градусов Кельвина. Однако вопрос о природе этого объекта до сих является открытым. Является ли GQ Lupi b коричневым карликом, то есть «несостоявшейся» звездой, температура которой недостаточна для того, чтобы поддерживать термоядерные реакции в ее центральной зоне? Или же это все-таки планета? В настоящее время астрономы полагают, что дать ответ на этот вопрос может оценка массы небесного тела. Если она меньше 13 масс Юпитера — небесное тело можно назвать планетой. Если масса больше этого предела, но меньше 0,08 масс Солнца — это коричневый карлик, состоящая из водорода звезда, которая излучает энергию за счет медленного сжатия ядра.

К сожалению, наблюдения пока не позволяют точно определить массу GQ Lupi b. Теоретические модели формирования звезд дают оценки между 3 и 42 массами Юпитера. Такой разброс связан с тем, что формирование каждой звезды в результате коллапса газового облака зависит от целого ряда условий, которые изначально неизвестны наблюдателям. Однако Петер Хаусшильдт (Peter Hauschildt), один из авторов исследования, полагает, что традиционный подход неприменим для очень молодых звезд. Согласно его модели, разработанной специально для этого случая, и дополнительным данным, полученным на основании спектрального анализа излучения спутника GQ Lupi А, масса такого объекта составляет около 2 масс Юпитера. Если два объекта действительно связаны силами гравитационного взаимодействия, планета совершит полный оборот вокруг центральной звезды за 1000 лет. Дальнейшие наблюдения изменений относительного расстояния между GQ Lupi А и GQ Lupi b позволят сделать окончательный вывод об истинной природе этого загадочного небесного тела — вероятно, первой планеты в иной звездной системе, которую человек смог увидеть воочию.