JWST тренирует мускулы в режиме интерферометрии. Исследователи использовали его для изучения известной внесолнечной системы под названием PDS 70. Цель? Протестировать режим интерферометрии и посмотреть, как он работает при наблюдении сложной цели.
В этом режиме в качестве интерферометра используется NIRISS (прибор для формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и безщелевой спектрограф). Это называется интерферометрией с маскировкой апертуры (AMI) и позволяет JWST достичь высочайшего уровня пространственного разрешения.
Команда астрономов использовала AMI JWST для наблюдения за системой PDS 70. PDS 70 — молодая звезда Т-Тельца, возраст которой около 5,4 миллиона лет. В таком молодом возрасте ее протопланетный диск все еще окружает ее. PDS 70 — хорошо изученная система, привлекшая внимание астрономов. Она уникальна, потому что две ее планеты, PDS 70 b и c, делают ее единственной известной нам многопланетной протопланетной дисковой системой.
Исследователи хотели определить, насколько легко AMI найдет две известные планеты PDS 70 и что еще он сможет наблюдать в системе.
Их исследование называется «Интерферометр Джеймса Уэбба: космическое интерферометрическое обнаружение PDS 70 b и c на длине волны 4,8 мкм». Он доступен на сайте препринтов arxiv.org и еще не прошел рецензирование. Ведущий автор — Дори Блейкли с факультета физики и астрономии Университета Виктории, Британская Колумбия, Канада.
PDS 70 известна своей парой планет. PDS 70 b имеет массу около 3,2 массы Юпитера и имеет период обращения 123 года. PDS 70 c имеет массу около 7,5 массы Юпитера и вращается по орбите 191 год. Одна из самых загадочных особенностей системы заключается в том, что PDS 70 b, по-видимому, имеет собственный аккреционный диск. Система также показывает интригующие свидетельства существования третьего тела, возможно, еще одной звезды.
Интерферометрия JWST легко обнаружила обе планеты. Фактически, наблюдения обнаружили свидетельства эмиссии околопланетного диска вокруг PDS 70 b и c. «Наша фотометрия как PDS 70 b, так и c свидетельствует об излучении околопланетного диска», — пишут исследователи. Это означает, что мы можем видеть звезду и ее протопланетный диск, где формируются планеты, а также отдельные околопланетные диски вокруг каждой планеты. В этих дисках формируются спутники, и увидеть их в системе на расстоянии 366 световых лет от нас очень впечатляет.
Наблюдения JWST AMI также обнаружили третий точечный источник. Его свет отличается от света пары планет и больше похож на свет звезды. Если это другая планета, то ее состав отличается от остальных. Если это не другая планета, это не значит, что это обязательно должна быть другая звезда. JWST мог видеть рассеянный звездный свет от другой газообразной, пылевой структуры или сгустка на диске. «Это указывает на то, что то, что мы наблюдаем, не связано с простой структурой внутреннего диска, а может указывать на сложную морфологию внутреннего диска, такую как спиральные или комковатые элементы», — объясняют исследователи.
Необъяснимый третий источник может быть чем-то более экзотическим. Предыдущие исследования также определили источник и предположили, что это может быть поток аккреции, текущий между PDS 70 b и c. «Мы интерпретируем ее сигнал в непосредственной близости от планеты С как отслеживание аккреционного потока, питающего ее околопланетный диск», — писали авторы предыдущего исследования.
Или, что самое интересное, источником может быть другая планета. «Другой сценарий заключается в том, что сигнал, который мы наблюдаем, обусловлен наличием дополнительной планеты внутри орбиты PDS 70 b», — объясняют авторы. «Для определения природы этого выброса потребуются последующие наблюдения», — пишут авторы.
Частично успех наблюдений обусловлен тем, чего они не обнаружили. Протопланетные диски пыльны и их трудно исследовать. У JWST есть преимущество, потому что он может видеть инфракрасный свет. При использовании в режиме интерферометрии это мощный инструмент. Однако тот факт, что ему не удалось обнаружить другие планеты, является прогрессом. «Кроме того, мы налагаем самые глубокие ограничения на дополнительные планеты», в части диска. Эти ограничения помогут будущим исследователям изучить систему PDS 70 и другие внесолнечные системы.
Результаты также показывают еще одну сильную сторону AMI: его способность видеть части пространства параметров, недоступные другим телескопам. «Кроме того, наши результаты показывают, что NIRISS/AMI может надежно измерять относительную астрометрию и контрасты молодых планет в части пространства параметров (небольшие расстояния и умеренные или высокие контрасты), которая уникальна для этого режима наблюдений и недоступна для всех других существующих объектов. на уровне 4,8 мкм», — объясняют авторы.
JWST уже занял свое место в истории астрономии. Оно выполнило свое обещание и уже внесло значительный вклад в наше понимание космоса. Наблюдения телескопа в режиме интерферометрии с маскировкой апертуры еще больше укрепят его место в истории.
«Здесь, используя мощность интерферометра Джеймса Уэбба, мы обнаруживаем PDS 70, ее внешний диск и две ее протопланеты, b и c. Это первые планеты, обнаруженные с помощью космической интерферометрии», — пишут авторы.
