Экзопланета, получившая название 14 Herculis c, или сокращенно 14 Her c, вращается вокруг солнцеподобной звезды на расстоянии около 60 световых лет от Земли в созвездии Геркулеса. На новом изображении JWST она выглядит как слабая, нечеткая оранжевая точка, цвет которой — результат преобразования тепла, излучаемого ее атмосферой, в видимые оттенки.

По оценкам астрономов, 14 Her c сформировалась около 4 миллиардов лет назад и имеет холодную температуру атмосферы — всего 26 градусов по Фаренгейту (минус 3 градуса по Цельсию).

14 Her c вращается вокруг своей звезды на расстоянии около 1,4 миллиарда миль (2,2 миллиарда километров), то есть примерно в 15 раз дальше от своей звезды, чем Земля от Солнца. Если бы она находилась в нашей Солнечной системе, то располагалась бы между Сатурном и Ураном.

Но в отличие от плоских и упорядоченных орбит планет в нашей Солнечной системе, система 14 Геркулиса резко смещена. Две известные планеты, включая 14 Геркулеса, вращаются под углом около 40 градусов друг к другу, образуя вокруг своей звезды пересечение в виде буквы «X».

По словам Балмера, такое необычное расположение могло быть вызвано ранним выбросом третьей массивной планеты из системы, в результате чего две оставшиеся планеты оказались в гравитационно-турбулентном «планетарном перетягивании каната».

«Эти колебания кажутся стабильными в течение длительного времени», — сказал он. «Мы пытаемся понять, какие виды рассеяния между планетами могут привести к такой экзотической конфигурации орбит».

Эта нестабильность оказалась научным преимуществом для команды Балмера. Из почти 6 000 известных экзопланет лишь небольшая часть была непосредственно изображена.

«Это очень сложная техническая задача, — говорит Балмер. Планеты светят в тысячи, а в некоторых случаях даже в миллионы или миллиарды раз слабее, чем звезды, вокруг которых они вращаются, поэтому они «похожи на светлячков рядом с маяками», — сказал он.

Большинство экзопланет, получивших прямые изображения, — это горячие, молодые газовые гиганты, которые излучают достаточно инфракрасного света, чтобы выделяться на фоне интенсивных бликов своих звезд-хозяев. В отличие от них, более холодные и старые планеты, такие как 14 Her c, обычно слишком тусклы для обнаружения.

Однако наклонная, смещенная орбита планеты — «отличная новость для прямой съемки», — сказал Балмер. «Мы можем с уверенностью предсказать, что JWST сможет разрешить самую внешнюю планету в системе».

С помощью специализированного устройства телескопа, блокирующего свет звезд, известного как коронограф, Балмеру и его команде удалось выделить слабое инфракрасное свечение планеты.

Теперь мы можем добавить в каталог более старые экзопланеты, которые гораздо холоднее, чем те, что мы непосредственно наблюдали до «Вебба», — говорится в заявлении Балмера.

Исходя из предполагаемого возраста 14 Her c (около 4 миллиардов лет), ее массы, примерно в семь раз превышающей массу Юпитера, и компьютерных моделей эволюции планет, исследователи ожидали, что планета будет казаться ярче — или излучать больше тепла — чем она есть на снимке JWST.

«На самом деле планета значительно тусклее, чем мы ожидали», — говорит Балмер. «Однако мы не думаем, что это проблема с эволюционными моделями».

Исследуя атмосферу планеты, JWST обнаружил диоксид и монооксид углерода при температурах, при которых обычно ожидается наличие метана, что говорит о том, что сильные восходящие потоки переносят горячие газы из глубин атмосферы в более холодные верхние слои, сказал Балмер. Эти газы, возможно, вместе с тонкими ледяными облаками, уменьшают количество тепла, уходящего в космос, из-за чего планета кажется холоднее и тусклее, чем ожидалось.

С появлением 14 Her c астрономы расширили круг экзопланет, которые они могут изучать. Изучая планеты с разной массой, температурой и орбитальной историей, ученые надеются глубже понять, как формируются и эволюционируют планетарные системы, включая нашу собственную.

«Мы хотим понять, как меняются эти планеты, потому что мы хотим понять, как мы сюда попали», — говорит Балмер.