Webb otkrio skriveni planet koji smo godinama gledali — odao ga je vlastiti “dah”

Webb otkrio skriveni planet koji smo godinama gledali — odao ga je vlastiti “dah”

Jedan od najproučavanijih mladih planetarnih sustava u našoj galaktici više od desetljeća skrivao je cijeli divovski planet pred očima astronoma.

Planet nazvan Beta Pictoris d kruži oko mlade zvijezde udaljene približno 63 svjetlosne godine od Zemlje. Sustav Beta Pictoris astronomi promatraju još od otkrića njegova velikog diska prašine 1983. godine, a tijekom desetljeća proučavali su ga brojni zemaljski teleskopi te svemirski teleskopi Hubble i James Webb.

Unatoč tome, novi planet ostao je gotovo nevidljiv.

Nisu tražili novi planet

Astronomi su Webbov instrument NIRSpec usmjerili prema sustavu kako bi proučili atmosferu već poznatog planeta Beta Pictoris b. Umjesto očekivanog glatkog spektra svjetlosti raspršene na prašini, u podacima su pronašli niz neobičnih vrhova i udubina.

Riječ je bila o apsorpcijskim linijama ugljikova monoksida raspoređenima poput barkoda. Takav kemijski potpis očekuje se u atmosferama divovskih planeta, ali ne u običnom disku prašine.

Webb tako planet nije prvotno prepoznao samo kao svijetlu točku na snimci. Otkrio ga je po molekulama u njegovoj atmosferi — svojevrsnom kemijskom otisku prsta.

Dodatna promatranja instrumentima NIRSpec i MIRI pokazala su tragove ugljikova monoksida, metana i vodene pare. Pomak spektralnih linija omogućio je mjerenje brzine planeta i pomogao potvrditi da se doista nalazi u orbiti oko Beta Pictorisa, a ne da je riječ o udaljenom objektu u pozadini.

Prašnjavi disk ponašao se poput magle

Beta Pictoris okružuje jedan od najsjajnijih poznatih diskova prašine i krhotina. U njemu se nalaze ostaci nastanka mladog planetarnog sustava.

Problem je u tome što prašina raspršuje intenzivnu svjetlost zvijezde i na snimkama stvara složene strukture. Slaba svjetlost planeta zato se može stopiti s pozadinom, poput automobila skrivenog u gustoj magli.

Spektroskopska metoda zaobišla je taj problem. Umjesto da traže samo svijetlu točku, istraživači su tražili uske molekularne potpise karakteristične za planetarnu atmosferu.

To je prvi planet otkriven uporabom spektralnog predloška u spektroskopiji srednje razlučivosti. Metoda bi mogla pomoći u otkrivanju drugih mladih planeta čija se svjetlost skriva unutar blještavih diskova oko zvijezda.

Drugi tim neovisno ga je izravno snimio

Dok je Webbov tim planet otkrivao kroz atmosferu, drugi međunarodni tim neovisno ga je pronašao instrumentom ERIS na ESO-ovu Vrlo velikom teleskopu u Čileu.

Nakon početne detekcije istraživači su ponovno pregledali starije podatke. Planet se pojavio na arhivskim snimkama nastalima tijekom više od deset godina, ali je bio toliko slab i blizu sjajnijih struktura da ga ranije nitko nije pouzdano prepoznao.

Beta Pictoris d približno je 100 puta slabijeg sjaja od poznatog planeta Beta Pictoris b. ESO ga opisuje kao najslabiji egzoplanet dosad izravno snimljen sa Zemlje kada se uspoređuje njegova stvarna, odnosno apsolutna svjetlina.

Dva tima tako su gotovo istodobno došla do istog planeta, ali različitim putovima: jedan analizom molekula u atmosferi, drugi naprednom obradom izravnih snimaka.

Divovski planet na širokoj orbiti

Beta Pictoris d plinoviti je div sličniji Jupiteru i Saturnu nego Zemlji. Procjene mu daju masu od približno 2 do 4 Jupiterove mase, dok neovisni VLT tim navodi vrijednost od oko 2,4 Jupiterove mase.

Planet se nalazi približno 26–30 puta dalje od svoje zvijezde nego Zemlja od Sunca. U našem Sunčevu sustavu takva bi ga orbita smjestila između Urana i Neptuna ili blizu Neptunova područja. Za jedan obilazak zvijezde vjerojatno mu treba oko 91 godina.

Iako je masivniji od Jupitera, Beta Pictoris d najmanji je od tri poznata divovska planeta u tom sustavu. Beta Pictoris sada je tek drugi poznati sustav, nakon HR 8799, u kojem su izravno snimljena najmanje tri planeta.

Koliko se još planeta skriva u starim podacima?

Otkriće nije važno samo zbog jednog novog planeta. Pokazuje da astronomske arhive možda sadrže objekte koje su teleskopi već snimili, ali ih tadašnje metode nisu mogle izdvojiti iz buke, prašine i blještavila zvijezda.

Kada su istraživači saznali gdje trebaju gledati, Beta Pictoris d pojavio se na snimkama na kojima se skrivao godinama. Novi algoritmi, spektroskopske metode i budući teleskopi mogli bi na isti način otkriti još neprepoznatih svjetova.

Godinama smo gledali ravno u Beta Pictoris d.

Da bismo ga napokon vidjeli, prvo smo morali prepoznati njegov “dah”.