Vebov teleskop otkrio skrivenu planetu kod Beta Piktoris

Tim astronoma predvođen Ejdanom Gibsom sa Univerziteta Kalifornije u San Dijegu otkrio je treću džinovsku planetu u sistemu Beta Piktoris, saopštila je NASA 15. jula, istog dana kada je istraživanje objavljeno u časopisu Astrophysical Journal Letters. Planeta je dobila oznaku Beta Pictoris d, udaljena je 63 svetlosne godine od Zemlje, a nije pronađena tako što ju je neko video, nego tako što je prepoznat hemijski potpis njene atmosfere.

Beta Piktoris nije bilo koji sistem. To je verovatno najproučavaniji mladi planetarni sistem na nebu, mesto gde je još osamdesetih snimljen disk prašine oko zvezde i gde je 2008. potvrđena prva planeta. Sistem je star oko 23 miliona godina, dakle u astronomskim razmerama tek izašao iz faze nastajanja, i decenijama je referentna tačka za pitanje kako se planete uopšte formiraju. Otkrićem treće planete Beta Piktoris postaje tek drugi poznati planetarni sistem sa najmanje tri direktno snimljene planete.

Kako se planeta krila deceniju u sistemu koji svi gledaju?

Odgovor je u tome šta znači reč „snimljena”. Direktno snimanje egzoplaneta obično podrazumeva da instrument priguši svetlost zvezde i da se planeta pojavi kao slaba tačka pored nje. Beta Pictoris d je premala i preslaba za taj pristup u sistemu koji je pun sjajne prašine, pa je decenijama prolazila ispod praga. Tim je zapravo posmatrao atmosferu već poznate planete Beta Pictoris b kada je u podacima naišao na nešto što tu nije trebalo da bude.

Instrument je NIRSpec, blisko-infracrveni spektrograf na teleskopu Džejms Veb, i to njegova Integral Field Unit jedinica, koja ne daje samo sliku i ne daje samo spektar, nego spektar za svaki piksel u vidnom polju. Kada su u tim podacima potražili karakteristične linije ugljen-monoksida, molekula koga u atmosferi džinovske planete ima a u okolnoj prašini nema, signal se pojavio na mestu gde nije bilo nijedne poznate planete. Planeta je, drugim rečima, nađena po hemiji, a ne po sjaju.

Zašto je metod ovde važniji od samog otkrića

Beta Pictoris d je prva direktno snimljena planeta otkrivena prvenstveno spektroskopijom srednje rezolucije. To je ono što ovaj rad čini zanimljivijim od pukog uvećanja brojača egzoplaneta. Ako se planeta može izdvojiti iz šuma po molekulskom potpisu, onda prag detekcije više ne zavisi samo od toga koliko je objekat sjajan, nego od toga koliko je hemijski različit od svoje okoline. U sistemima zatrpanim prašinom, a to su upravo mladi sistemi koji nas najviše zanimaju jer u njima planete još nastaju, to je bitna razlika.

Sama planeta uklapa se u sliku uredno. Ima najmanje dve mase Jupitera, obilazi zvezdu na oko 30 astronomskih jedinica, što je uporedivo sa oblašću koju u našem sistemu zauzima Neptun, i ima najširu orbitu od tri poznate planete. U timu su, pored Gibsa, i Žan-Batist Rufio sa istog univerziteta, Ben Satlif sa Univerziteta u Edinburgu i Markus Bonse iz Evropske južne opservatorije.

Vredi reći i šta ovo ne dokazuje. Otkriće jedne planete u jednom sistemu ne govori koliko je takvih planeta uopšte, niti potvrđuje bilo koji konkretan model nastanka planeta. Parametri orbite i mase su rani i biće precizniji tek uz duže praćenje, jer planeti na 30 astronomskih jedinica treba oko devet decenija za jedan krug oko zvezde, pa nijedan posmatrač neće videti ni pun obilazak. Metod je pokazan na jednom slučaju, i to na slučaju u sistemu koji je već bio detaljno mapiran, što je najlakši mogući teren. Da li radi i tamo gde nemamo decenije prethodnih podataka, tek treba da se vidi na sledećim metama.

Ostaje pitanje koje sada dobija težinu: koliko planeta smo dosad propustili zato što smo ih tražili očima, a ne po sastavu njihovog vazduha?