В современную эпоху астрономии благодаря достижениям космических технологий и телескопов на орбите исследователи получили уникальную возможность изучать процессы формирования планет в деталях. Одним из таких прорывных открытий стал поиск и обнаружение суб-юпитерианской планеты в системе молодой звезды TWA 7. Данное открытие представляет собой важный шаг в понимании эволюции молодых планетных систем и их взаимодействия с окружающими их дебрисными дисками. TWA 7 — это молодая звезда возрастом около 6,4 миллионов лет, расположенная на расстоянии приблизительно 34 парсек от Земли. Населённая планетезимальными телами, её дебрисный диск демонстрирует структуру с тремя кольцами, что указывает на сложные динамические процессы, протекающие в системе.
Уникальное расположение диска, когда он практически смотрит «в лицо» наблюдателю (полюс на нас), создаёт благоприятные условия для обнаружения и подробного исследования возможных планет, влияющих на структуру диска. Используя невероятную чувствительность Инструмента среднего инфракрасного диапазона (MIRI) на борту космического телескопа Джеймса Уэбба, астрономы смогли выявить источник, находящийся на расстоянии около 1,5 угловой секунды от звезды, примерно на проекционном расстоянии 52 астрономических единиц. Этот источник, получивший название TWA 7b, интерпретируется как холодная суб-юпитерианская планета с массой около 0,3 массы Юпитера. Такая масса значительно меньше, чем масса экзопланет, обнаруженных с помощью высококонтрастной визуализации ранее, что демонстрирует новый уровень возможностей JWST для глубинных космических исследований. Ранее для многих дебрисных дисков наблюдались такие особенности, как кольца, пустоты и разрывы, которые считались косвенным свидетельством влияния планет, однако прямая визуализация самих планет оставалась невозможной из-за технических ограничений.
Открытие TWA 7b стало первым убедительным подтверждением гипотезы о том, что суб-юпитерианские объекты могут ответственно формировать и поддерживать такие структуры в дисках. Исследования показали, что планета расположена как раз в области, где наблюдается слабо заполненное кольцо (R2) диска TWA 7. Такая корреляция свидетельствует о гравитационном взаимодействии планеты с окружающими планетезималями и газово-пылевыми структурами, что подтверждается компьютерным моделированием. Модели N-тел взаимодействия, поставленные с учётом массы планеты и конфигурации диска, воссоздают наблюдаемую картину распределения материала, подтверждая роль TWA 7b в формировании его окружения. Подтверждение планетной природы объекта было проведено с помощью изучения его движения относительно звезды, а также анализа спектрофотометрических данных.
Было исключено, что это может быть либо удалённый красный объект в Солнечной системе, либо фоновая галактика, вероятность нахождения которой вблизи звезды мала. Атмосферные модели, включающие присутствие водяных облаков, указывают на диапазон эффективных температур порядка 305–335 К, что соответствует достаточно холодному объекту, который не испытывает значительного нагрева от центральной звезды. Уникальность TWA 7b заключается не только в его массах и температуре, но и в том, что это один из самых молодых и холодных суб-юпитерианских планет, доступных для прямого наблюдения. Его изучение позволит ученым подробно рассмотреть внутреннее строение и атмосферу планеты, что существенно продвинет наши знания не только о планетах, но и о процессах формирования и эволюции планетных систем. Для будущих исследований планируется дополнительная фотометрия и спектроскопия с использованием JWST, которая поможет уточнить параметры планеты, такие как состав атмосферы, металлический состав и температура.
