Webbův teleskop poskytl důkaz o existenci lehké planety u hvězdy TWA 7

Astronomové využívající kosmický dalekohled Jamese Webba (JWST) zachytili přesvědčivé důkazy o existenci planety s hmotností podobnou Saturnu, která obíhá kolem mladé blízké hvězdy TWA 7. Pokud by se tato skutečnost potvrdila, jednalo by se o první přímý obrazový objev planety pomocí Webbova dalekohledu a zároveň o nejlehčí planetu, která kdy byla touto technikou pozorována.

Mezinárodní tým pod vedením Anne-Marie Lagrangeové, výzkumné pracovnice CNRS na Observatoire de Paris-PSL a Université Grenoble Alpes ve Francii, detekoval slabý infračervený zdroj v disku materiálu obklopujícího hvězdu TWA 7 pomocí přístroje JWST pro střední infračervenou oblast (MIRI) a jeho koronografu. Zdroj se na obloze nachází asi 1,5 úhlové vteřiny od hvězdy, což je při vzdálenosti TWA7 zhruba padesátinásobek vzdálenosti Země od Slunce. To odpovídá očekávané poloze planety, která by vysvětlovala klíčové rysy pozorované v okolním disku.

Pomocí koronografu na Webbově přístroji pro střední infračervenou oblast (MIRI) dne 21. června 2024 tým pečlivě potlačil jasnou záři hostitelské hvězdy, aby odhalil slabé blízké objekty. Tato technika, nazývaná vysoce kontrastní zobrazování, umožňuje astronomům přímo detekovat planety, které by se jinak ztratily v převažujícím světle mateřské hvězdy. Po odečtení zbytkového světla hvězdy pomocí pokročilého zpracování obrazu byl v blízkosti TWA 7 odhalen slabý infračervený zdroj, který lze odlišit od galaxií v pozadí nebo objektů Sluneční soustavy. Zdroj se nachází v mezeře v jednom ze tří prachových prstenců, které byly kolem TWA 7 objeveny při předchozích pozemních pozorováních. Jeho jasnost, barva, vzdálenost od hvězdy a poloha v prstenci jsou v souladu s teoretickými předpověďmi pro mladou, chladnou planetu o hmotnosti Saturnu, která tvaruje okolní disk.

„Naše pozorování odhalují silného kandidáta na planetu, která utváří strukturu disku kolem TWA 7, a její poloha je přesně tam, kde jsme očekávali, že najdeme planetu této hmotnosti,“ řekla Lagrangeová. „Tato observatoř nám umožňuje pořizovat snímky planet s hmotnostmi podobnými těm ve Sluneční soustavě, což představuje vzrušující krok vpřed v našem chápání planetárních systémů, včetně toho našeho,“ dodala spoluautorka Mathilde Malinová z Johns Hopkins University a Space Telescope Science Institute v Baltimoru.

První analýzy naznačují, že objekt – označovaný jako TWA 7 b – by mohl být mladou, chladnou planetou s hmotností asi 0,3 ekvivalentu Jupitera (~100 hmotností Země) a teplotou blízkou 320 Kelvinům (zhruba 47 stupňů Celsia). Její poloha se shoduje s mezerou v disku, což naznačuje dynamickou interakci mezi planetou a jejím okolím.

Zbytkové disky plné prachu a kamenného materiálu se vyskytují jak kolem mladých, tak i starších hvězd, ačkoliv jsou snadněji detekovatelné kolem mladších hvězd, protože jsou jasnější. Často se v nich vyskytují viditelné prstence nebo mezery, o nichž se předpokládá, že je vytvořily planety, které se zformovaly kolem hvězdy, ale taková planeta ještě nebyla v suťovém disku objevena. Po ověření tohoto objevu by se jednalo o první případ, kdy byla planeta přímo spojena s vytvarováním disku, a mohl by nabídnout první pozorovací náznak trojanského disku – sbírky prachu zachyceného na dráze planety.

TWA 7, známá také jako CE Antilae v souhvězdí Vývěvy, je mladá (~6,4 milionu let) hvězda spektrálního typu M, která se nachází asi 111 světelných let od nás v asociaci TW Hydrae. Její téměř čelně přivrácený disk z ní učinil ideální cíl pro Webbova vysoce citlivá pozorování ve střední infračervené oblasti záření.

Tato zjištění zdůrazňují schopnost Webbova teleskopu zkoumat dosud nepozorované planety s nízkou hmotností kolem blízkých hvězd. Cílem probíhajících a budoucích pozorování bude lépe určit vlastnosti kandidáta, ověřit jeho planetární status a prohloubit naše znalosti o vzniku planet a vývoji disků v mladých systémech. Tento předběžný výsledek ukazuje vzrušující novou hranici, kterou JWST otevírá pro objevování a charakterizování exoplanet.

Tato pozorování byla pořízena v rámci pozorovacího programu Webb #3662. Výsledky byly zveřejněny v časopise Nature.

Zdroj: https://esawebb.org/news/weic2512/?lang

autor: František Martinek