Казалось, решение было на расстоянии вытянутой руки. Однако исследование атмосферы одной из самых перспективных молодых экзопланет разрушило надежды астрономов.
Международная команда астрономов провела исследование гигантской экзопланеты Бета Живописца b с применением модернизированного интерферометра GRAVITY+, установленного на комплексе Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в Чили. Исследование должно было установить, где именно в протопланетном диске β Pictoris была сформирована планета, но результаты оказались неожиданными.
Система Бета Живописца (β Pic, β Pictoris) считается одной из наиболее изученных молодых планетных систем. Ее возраст составляет не более 23 миллионов лет (для сравнения, Солнечной системе 4,5 миллиарда лет), но она уже достигла главной последовательности и обзавелась спутниками. Вокруг звезды вращается пылевой диск, в котором уже можно различить как минимум три газовых гиганта. Самый крупный из них — Бета Живописца b — был открыт методом прямого фотографирования в 2008 году. Масса этой молодой экзопланеты составляет примерно 11 масс Юпитера, а полный оборот вокруг звезды занимает 23 земных года.
Кроме протопланетного диска у β Pictoris имеется более широкий так называемый обломочный диск, заполненный продуктами столкновений планетезималей. Астрономы предполагают, что сильные приливные силы в молодой системе могут время от времени выбрасывать камни и кометы в разные стороны, что делает Бету Живописца источником потенциальных межзвездных объектов типа 3I/ATLAS. Расстояние от β Pic до Земли составляет сравнительно небольшие 63,4 светового года. Один световой год равен 9 460 730 472 581 км. Небольшой расчет показывает, что при условной скорости 100 км/с осколок из диска Беты Живописца сможет достичь Солнечной системы примерно за 191 тысячу лет.
«Химический паспорт» оказался недействительным
Ученые надеялись проверить предложенный несколько лет назад метод, согласно которому место формирования гигантской планеты можно определить по соотношению изотопов углерода в молекулах угарного газа ее атмосферы (12CO/13CO). Предполагалось, что если планета образовалась за пределами так называемой линии замерзания угарного газа, где CO существует в виде льда, это должно оставить характерный химический след. Угарный газ переходит в твердое состояние при -205°C, в то время как углекислому CO2 требуется «всего лишь» -78.5°C.
Тем не менее, измеренное соотношение изотопов почти полностью совпало с тем, что наблюдается у самой звезды. Как признали исследователи в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, определить место формирования планеты по этому показателю не удалось. По словам ученых, скорее всего, химический состав атмосферы был изменен в результате последующего накопления газа и твердых частиц уже после образования планеты. Это указывает на то, что одного такого показателя недостаточно для восстановления истории формирования газовых гигантов.