VLT напрямую увидел растущую протопланету в диске вокруг звезды солнечного типа

Астрономы при помощи наземного телескопа VLT впервые напрямую обнаружили растущую протопланету-гиганта в зазоре между кольцами протопланетного диска. WISPIT 2b обладает массой в 5,3 раз больше, чем у Юпитера, и подтверждает теории о том, что подобные объекты формируют полости в околозвездных дисках вблизи своей орбиты. Статьи (раз и два) опубликованы в журналах The Astrophysical Journal и Astrophysical Journal Letters.

Несмотря на то, что к настоящему моменту известно более шести тысяч экзопланет, до сих пор остается немало нерешенных вопросов о том, как именно формировались разные типы этих объектов. Это связано с тем, что выборка протопланетных дисков, в которых есть структуры (например, кольца или спирали), связываемые с планетообразованием, или растущие протопланеты, пока что не очень большая. В последнем случае известно всего лишь несколько кандидатов в протопланеты и одна надежно подтвержденная система, содержащая подобные тела.

Группа астрономов во главе с Лэрдом Клоузом (Laird Close) из Университета Аризоны и Ришель ван Капеллевен (Richelle van Capelleveen) из Лейденской обсерватории сообщила о надежном обнаружении растущей протопланеты в кольцевом зазоре протопланетного диска звезды WISPIT 2 (или TYC 5709-354-1). Оно было сделано в рамках обзора WISPIT (WIde Separation Planets In Time), целью которого является получение прямых изображений возможных объектов планетарного масштаба у 178 относительно близких молодых звезд, похожих на Солнце. Наблюдения за ними ведутся при помощи наземного комплекса телескопов VLT, в линии Н-альфа, что позволяет отследить аккрецию вещества из диска на юную экзопланету. Задача обзора — помочь астрономам разобраться в механизмах возникновения планет-гигантов на широких орбитах и взаимодействии крупных экзопланет с протопланетным диском.

WISPIT 2 — весьма молодая (5,1 миллиона лет) звезда типа Т Тельца, с массой 1,1 массы Солнца, которая активно растет за счет аккреции и расположена в 433 световых годах от Солнца, на краю OB-ассоциации Скорпиона-Центавра. Светило обладает диском, в котором выделяются три ярких кольца и темный зазор.

WISPIT 2 попадала в поле зрения инструментов SPHERE и MagAO-X телескопа VLT в октябре 2023 и 2024 года и марте и апреле 2025 года. Диск простирается до 380 астрономических единиц от звезды, в нем наблюдаются четыре ярких кольца, разделенных зазорами разных размеров и контрастности. Центры колец, богатых пылью, находятся на дистанциях 38, 97, 164 и 316 астрономических единицах от звезды, а центр темного зазора — в 69 астрономических единицах от светила, его ширина оценивается в 59 астрономических единиц.

В зазоре, на удалении около 54 астрономических единиц от звезды, наблюдается точечный источник теплового излучения, который интерпретируется как формирующийся экзогигант, с массой 5,3 массы Юпитера и радиусом 1,6 радиуса Юпитера, на копланарной орбите вокруг звезды. WISPIT 2b демонстрирует признаки активной аккреции газа из диска, со скоростью около 2,25 × 10⁻¹² массы Солнца в год. Предполагается, что именно гравитационное поле экзогиганта ответственно за создание зазора, свободного от пыли, в котором он движется, что предполагали теории. По своим параметрам и наклонению WISPIT 2 похожа на другие системы, где наблюдаются растущие протопланеты. 

Исследователи также заметили любопытный компактный объект вблизи звезды, получивший обозначение CC1. По расчетам он может находиться в пятнадцати астрономических единицах от светила и выглядит как кандидат в экзопланету с массой девять масс Юпитера или как необычно красный пылевой сгусток внутри центральной полости в диске. Его природу должны установить последующие наблюдения за системой.

А еще совсем недавно ученые впервые смогли рассмотреть околопланетные диски вокруг молодых экзопланет, причем как в случае одиночных, так и двойных звезд.