Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» получил прямое изображение внешнего экзогиганта у звезды 14 Геркулеса. Это первые подобные наблюдения за экзопланетой, которая находится на орбите, сильно наклоненной относительно своей звезды. Кроме того, это оказалась одна из самых холодных, тусклых и старых экзопланет, сфотографированных напрямую. Доклад был представлен на 246 конференции Американского астрономического общества (AAS), кратко о проделанной работе рассказывается на сайте NASA.
Прямые наблюдения — весьма эффектный, информативный и не зависящий от свойств родительской звезды способ обнаружения и изучения экзопланет. Однако он очень требователен к целям наблюдений: необходимо блокировать излучение звезды при помощи масок коронографа и нужна достаточно большая яркость наблюдаемого тела. Поэтому таким способом ученые в основном наблюдают за молодыми (менее ста миллионов лет) долгопериодическими экзогигантами массой в несколько (иногда свыше десяти) юпитеров. Результаты таких исследований позволяют разобраться в происхождении крупных тел планетарной массы.
Группа астрономов во главе с Даниэллой Бардалез Гальюффи (Daniella C. Bardalez Gagliuffi) из Амхерст-колледжа представила результаты прямых наблюдений за экзогигантом 14 Her c, проведенных в ближнем инфракрасном диапазоне при помощи камеры NIRCam, узкополосных фильтров и круглой коронографической маски. Это первый случай прямых наблюдений за экзопланетой с сильно наклоненной орбитой.
14 Геркулеса находится в 60 световых годах от Солнца и представляет собой сильно обогащенный металлами оранжевый карлик. Масса звезды составляет 0,98 массы Солнца, радиус — 0,97–0,99 радиуса Солнца, а оценочный возраст — около 4,6 миллиарда лет. Вокруг звезды обращаются два экзогиганта, которые выделяются своими вытянутыми и сильно наклоненными как к экваториальной плоскости звезды, так и по отношению друг к другу орбитами. Взаимное наклонение орбитальных плоскостей экзопланет составляет около сорока градусов, что может объясняться гравитационным рассеянием одних планет в системе другими, причем, возможно, в состав 14 Геркулеса ранее входил третий экзогигант, который был выброшен в ходе подобных взаимодействий.
В ходе наблюдений за 14 Her c, которая обладает массой 6,9–7,1 массы Юпитера, внутренняя экзопланета 14 Her b попала вместе со звездой под коронографическую маску и не была видна. 14 Her c на момент наблюдений находилась примерно в 15 астрономических единицах от звезды. Сравнение данных моделирований величины потока излучения от экзопланеты для разных длин волн с данными наблюдений показало, что ее атмосферу можно описать моделью с температурой около 275 кельвин и наличием облаков из кристаллов водяного льда и сильных восходящих потоков, активно перемешивающих верхние и нижние слои атмосферы. Данные наблюдений также позволили уточнить орбиту экзопланеты, которая, скорее всего, действительно претерпела планетарное рассеяние в прошлом. Кроме того, ученые определили, что, несмотря на гравитационное влияние планет друг на друга, их текущие орбиты стабильны на масштабах времени в миллионы лет.
Если в течение долгого времени следить напрямую за экзопланетами, то из полученных снимков можно сделать таймлапсы их вращения вокруг своих звезд. Рекордно длинная подобная анимация охватывает 17 лет наблюдений.
