Zdjęcie w tle: NASA, ESA, CSA, Anne-Marie Lagrange (CNRS, UGA), Mahdi Zamani (ESA/Webb)

A.-M. Lagrange et al.

Na starsze zdjęcie wykonane przez ESO nałożona została nowsza fotografia pochodząca z JWST. Widoczna w pyłowym dysku przerwa (R2) wskazuje na obecność większego satelity – najprawdopodobniej jest nim egzoplaneta o masie zbliżonej do masy Saturna (schematycznie oznaczona jako CC#1).

Spośród wszystkich znanych nam egzoplanet – na chwilę obecną jest ich bez mała 6 tysięcy – zaledwie 39 zostało wykrytych poprzez bezpośrednią obserwację. W miażdżącej większości badamy obce światy poprzez analizę zachowania gwiazdy macierzystej, np. okresowych zmian jasności powodowanych tranzytem (przejściem) planety przez jej tarczę; namacalne (tj. wizualne) dowody na istnienie owych bladych, odległych i stosunkowo niewielkich ciał niebieskich należą do rzadkości. Niedawno odkryta przez międzynarodowy zespół naukowców planeta TWA 7b jest zatem wyjątkowa, i to nie tylko dlatego, że do jej znalezienia posłużył debiutujący w tej roli teleskop Jamesa Webba.

Jak więc doszło do odkrycia? TWA 7 – gwiazdę, wokół której krąży – zalicza się do klasy spektralnej M1. To młody, mniejszy i chłodniejszy od naszego Słońca czerwony karzeł, odległy od nas o ok. 111 lat świetlnych. Tym, co go wyróżnia spośród rzeszy podobnych obiektów, jest przedstawiony na powyższym zdjęciu pierścień pyłu. Otaczająca czerwonego karła chmura materii tworzy rozległy dysk, a jako że ziemski obserwator patrzy na całość układu od strony bieguna gwiazdy, widzimy go niejako „z lotu ptaka”. Z tej perspektywy wyraźnie zaznaczają się przerwy w strukturze rzeczonego pierścienia, po raz pierwszy dokładnie zobrazowanego w 2016 roku na podstawie danych z VLT (Very Large Telescope), choć przesłanki o jego istnieniu znaleźć można jeszcze na znacznie wcześniejszych zdjęciach z teleskopu Hubble’a. Pyłowy dysk wokół TWA 7 przypomina wczesne stadia rozwoju innych układów planetarnych, w tym naszego; co więcej, przerwy w podobnych formacjach często (ale nie zawsze) zwiastują obecność satelity.

Mimo tego, że czerwone karły do najjaśniejszych nie należą, dopiero czuły filtr koronograficzny zainstalowany na Webbowskim MIRI (Mid-Infrared Instrument) pozwolił badaczom na wyeliminowanie części poświaty TWA 7, aby dokładniej przyjrzeć się jej najbliższemu otoczeniu. Obrobione cyfrowo zdjęcie, prócz znanego wcześniej dysku, ujawniło niewielki obiekt, który z dużą dozą prawdopodobieństwa uznać można za egzoplanetę. Tak, celowo mowa tu o prawdopodobieństwie – odkrycie czeka jeszcze na potwierdzenie, gdyż wciąż istnieje cień szansy (szacowany na ułamki procenta), że czerwonawa plamka to w rzeczywistości młoda galaktyka, która przypadkiem znalazła się w kadrze.

Nawiasem mówiąc, to bynajmniej nie pierwsza egzoplaneta wykryta za pomocą JWST – tych jest już ponad sto. Jeżeli jednak okaże się, że faktycznie jest to planeta, to będzie pierwszą, którą zaobserwował wizualnie, a ponadto najlżejszą, jaką kiedykolwiek mieliśmy okazję bezpośrednio zobaczyć. Z wstępnej analizy przeprowadzonej przez zespół Anne-Marie Lagrange wynika bowiem, że TWA 7b ma masę w przybliżeniu równą masie Saturna, być może nawet mniejszą – K. Cross et al. sugerują, że trafniejszą analogią byłby Neptun. Co jeszcze o niej wiemy? Odległość pomiędzy planetą a gwiazdą macierzystą jest około 50 razy większa niż odległość Ziemia-Słońce (1 AU), przy czym szacuje się, że temperatura na jej powierzchni wynosi 320 K (47℃) – dla porównania, promień orbity Neptuna wynosi 30 AU, a średnia temperatura oscyluje wokół -200℃. Wyniki te zgadzają się z wcześniejszymi przewidywaniami, a zaburzenia struktury pyłowego dysku odpowiadają symulacjom przeprowadzonym dla układu o podobnych parametrach. Wszystko wskazuje więc na to, że rzeczywiście mamy do czynienia z planetą, i to dość skromnych rozmiarów. Według Mathilde Malin, jednej z współautorek artykułu ogłoszonego w Nature 25 czerwca br., wykonane przez  teleskop Webba zdjęcie rokuje nadzieje na to, że wkrótce odkryjemy więcej planet podobnych do tych należących do naszego Układu Słonecznego, co z kolei pozwoli nam lepiej zrozumieć systemy planetarne w ogóle. Zostaje tylko czekać na ostateczną weryfikację odkrycia.