Okazuje się, że planeta skrywała się na archiwalnych zdjęciach wykonanych już ponad 10 lat temu, ale wypatrzono ją dopiero teraz.

System planetarny Beta Pictoris znajduje się 63 lata świetlne od Słońca. Już w latach 80-tych obserwacje w podczerwieni pokazały, że gwiazda otoczona jest dyskiem pyłowym. Później wykryto strukturę w dysku, sugerującą istnienie planety. Pierwszą planetę w tym układzie, Beta Pictoris b, zaobserwowano w 2008/2009 roku. Ma masę 8 razy większą niż Jowisz i obiega gwiazdę w ciągu 20 lat. Potem w 2019 roku odkryto drugą planetę, Beta Pictoris c, o nieco większej masie - prawie 10 mas Jowisza, ale z krótszym okresem obiegu - nieco ponad 3 lata.

Naukowcy prowadzący nowe obserwacje przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile, należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), planowali dokładniej zbadać planetę Beta Pictoris b, aby sprawdzić, jak zmieniła się z upływem czasu. Jedynak, gdy rozpoczęto analizę obrazów, dostrzeżono coś jeszcze.

Aby potwierdzić naturę nowego obiektu, przeszukano archiwum ESO zawierające obserwacje wykonane w poprzednich latach. Okazało się, że obiekt występuje na obrazach uzyskanych nawet 11 lat temu. Na jednym ze zdjęć jest widoczny nawet na tle blasku planety Beta Pictoris b.

Nowa planeta, nazwana Beta Pictoris d, jest dużym gazowym olbrzymem, podobnie jak dwie poprzednie. W Układzie Słonecznym przykładami takich gazowych planet są Jowisz i Saturn. Beta Pictoris b ma masę 2,4 razy większą niż Jowisz, jest więc jedną z najmniej masywnych, które udało się sfotografować bezpośrednio przez teleskopy naziemne. Na dodatek jest względnie zimna, a przed to jej blask jest słaby. Beta Pictoris d obiega swoją gwiazdę prawdopodobnie z okresem 91 lat.

Przy bezpośrednim fotografowaniu planet główną trudnością jest duża różnica jasności pomiędzy gwiazdą a znajdującą się obok niej planetą. Po prostu planet skrywa się w blasku gwiazdy. Beta Pictoris d ma 100 razy słabszą jasność niż Beta Pictoris b. Jest więc najsłabszą egzoplanetą sfotografowaną przez teleskopy naziemne (pod względem jasności absolutnej, czyli uwzględniającej odległość do obiektu, a nie jasności obserwowanej na niebie).

W celu potwierdzenia planetarnej natury obiektu zwykle wykonuje się dalsze obserwacje, ale ponieważ system Beta Pictoris jest od dawna intensywnie badany przez naukowców, w archiwach są starsze zdjęcia z ESO i Teleskopu Webba. Planetę znaleziono na dawnych zdjęciach z instrumentu SPHERE na VLT oraz instrumentu NIRCam na Teleskopie Webba.

System Beta Pictoris jest drugim (po HR 8799), w którym udało się bezpośrednio sfotografować więcej niż dwie planety. To gratka dla naukowców badających możliwą różnorodność egzoplanet powstających w jednym środowisku. Przy okazji planeta Beta Pictoris d rozwiązała zagadkę związaną z jej rodzimym systemem planetarnym, bowiem posiada odpowiednią masę i pozycję, żeby wyjaśnić szczególny kształt otaczającego gwiazdę dysku, złożonego z pozostałości po powstawaniu planet.

Detekcji dokonano instrumentem ERIS na teleskopie VLT. Przeprowadził to zespół, którym kierowali Ben Sutlieff z Uniwersytetu Edynburskiego (Wielka Brytania) oraz Markus Bonse z ESO. Niezależnie grupa, którą kierował Aidan Gibbs z Uniwersytetu Kalifornijskiego (USA), sfotografowała tę samą planetę przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST).

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „The Astrophysical Journal Letters”. (PAP)

cza/ zan/