Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) сделали два сенсационных открытия:
* убедительные доказательства существования планеты размером с Сатурн, вращающейся вокруг Альфа Центавра A — нашего ближайшего соседа, похожего на Солнце;
* обнаружение климатической системы на Плутоне, не похожей ни на что в Солнечной системе.
Результаты исследований опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters (обнаружение планеты в системе Альфа Центавра) и в журнале Nature Astronomy (исследование Плутона).
Кандидат в гиганты планет в системе Альфа Центавра
По данным NASA, система Альфа Центавра, расположенная всего в 4 световых годах от нас, давно является одной из самых интригующих целей для поиска экзопланет. Она состоит из двух звёзд, похожих на Солнце, — Альфа Центавра A и Альфа Центавра B, а также красного карлика Проксима Центавра, у которого уже подтверждено существование трёх планет.
Используя прибор JWST для работы в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI) в августе 2024 года, астрономы обнаружили объект примерно в двух астрономических единицах от Альфа Центавра A — это примерно вдвое больше расстояния между Землёй и Солнцем. Объект в 10 000 раз слабее своей звезды-хозяина. Судя по яркости, это может быть газовый гигант с массой, подобной Сатурну, движущийся по эллиптической орбите.
Сложности обнаружения с помощью телескопа «Джеймс Уэбб»
Наблюдение за Альфа Центавром затруднено, поскольку его звёзды яркие, расположены близко друг к другу и быстро перемещаются по небу. Команда телескопа «Джеймс Уэбб» разработала специальную последовательность наблюдений с коронографом, чтобы блокировать звёздный свет и обнаружить слабый сигнал. Однако последующие наблюдения в феврале и апреле 2025 года не выявили объект, что потребовало моделирования миллионов возможных орбит.
Результаты показывают, что в половине сценариев планета могла оказаться слишком близко к звезде во время более поздних наблюдений, что сделало её невидимой для JWST. Если это подтвердится, это будет самая близкая к своей звезде экзопланета, наблюдаемая напрямую, и ближайшая планета, найденная в обитаемой зоне звезды, похожей на Солнце. Хотя, как газовый гигант, она не будет пригодна для жизни в том виде, в каком мы её знаем.
Атмосфера Плутона, управляемая высотной дымкой
В отдельном открытии с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» учёные обнаружили, что погода и климат на Плутоне обусловлены не только его тонкой азотно-метановой атмосферой, но и высотной дымкой, действующей как планетарный термостат. Эта дымка достигает высоты 200 км над поверхностью и содержит органические зёрна, похожие на те, что наблюдаются на Титане, обёрнутые в тонкие плёнки из углеводородов и нитрильного льда.
Частицы дымки поглощают солнечный свет днём и излучают инфракрасное излучение ночью, охлаждая атмосферу более эффективно, чем одни только молекулы газа. Этот цикл поддерживает стабильность верхней атмосферы Плутона, но делает её чрезвычайно холодной — около -202 °C, что примерно на 30 градусов холоднее, чем предсказывали модели, основанные только на газе.
Прибор MIRI телескопа JWST во время окна наблюдений в 2022 году впервые смог отделить слабое тепловое излучение Плутона от излучения его спутника Харона, подтвердив, что дополнительное инфракрасное излучение исходит от дымки Плутона.
Последствия для других миров
Подобные климатические системы, управляемые дымкой, могут существовать на Тритоне и Титане. Уроки, извлечённые из изучения Плутона, могут помочь интерпретировать атмосферы экзопланет, где были обнаружены непрозрачные дымки. Результаты также дают представление о раннем этапе существования Земли, которая могла быть окутана богатой метаном дымкой, регулировавшей температуру и защищавшей хрупкие молекулы от ультрафиолетового излучения, что, возможно, способствовало зарождению жизни.
Оба открытия демонстрируют исключительную универсальность JWST — от съёмки тусклой экзопланеты-кандидата всего в нескольких световых годах и до обнаружения тонкого теплового излучения в атмосфере далёкого карликового планеты.
Если планета в системе Альфа Центавра будет подтверждена, она станет эталонным объектом для будущих исследований, включая наблюдения с помощью готовящегося к запуску космического телескопа имени Нэнси Грейс Роман. Тем временем изучение дымки на Плутоне может изменить модели атмосферной физики, влияя на то, как учёные оценивают потенциальную обитаемость миров внутри и за пределами Солнечной системы.