Астрономы с помощью рентгеновской обсерватории IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) впервые напрямую измерили магнитное поле пульсара PSR J1101−6101, расположенного в туманности «Маяк». Полученные результаты подтвердили одну из основных моделей формирования этой необычной структуры и одновременно поставили новые вопросы о поведении высокоэнергичных частиц.

PSR J1101-6101 представляет собой пульсар, то есть быстро вращающуюся нейтронную звезду с мощным магнитным полем. Он совершает около 16 оборотов в секунду. Нейтронные звёзды образуются после взрыва массивных звёзд и содержат массу, сравнимую с массой Солнца, сжатую до размеров крупного города.

В июне 2025 года телескоп IXPE почти 18 суток наблюдал туманность «Маяк». Исследователей интересовали два узких рентгеновских образования, отходящих от пульсара: длинный «филамент» (filament) и более короткий «след» (trail).

При движении пульсара через межзвёздную среду перед ним возникает ударная волна. Большинство высокоэнергичных частиц остаётся позади неё, формируя турбулентный след. Однако ещё в 2008 году было высказано предположение, что самые энергичные частицы способны покидать область ударной волны и двигаться вдоль линий магнитного поля Галактики, образуя длинный филамент.

Чтобы проверить эту гипотезу, учёные измерили поляризацию рентгеновского излучения. Поляризация позволяет определить направление магнитного поля, в котором распространяются частицы. Анализ показал с достоверностью более 99%, что магнитное поле действительно ориентировано вдоль филамента, подтверждая, что частицы движутся именно по его линиям.

Вместе с тем степень поляризации оказалась неожиданно высокой. Это означает, что турбулентность магнитного поля значительно слабее, чем предполагают многие существующие модели формирования подобных структур.

Наблюдения также выявили ещё одну особенность. В рентгеновском диапазоне магнитное поле оказалось направлено вдоль следа пульсара, тогда как радионаблюдения показали почти перпендикулярную ориентацию. По мнению авторов работы, это свидетельствует о том, что частицы разных энергий занимают разные области системы и, вероятно, ускоряются разными механизмами.

Астрономы обнаружили третью экзопланету в системе звезды Бета Живописца (Beta Pictoris). Новая планета, получившая обозначение Бета Живописца d, оказалась примерно в 100 раз тусклее ранее открытой Бета Живописца b и стала одной из самых лёгких экзопланет, когда-либо полученных методом прямого изображения с поверхности Земли.

Открытие было сделано во время наблюдений на Очень Большом телескопе (VLT). Изначально астрономы планировали изучить уже известную планету Бета Живописца b и проследить, как она менялась со временем. Однако при обработке данных они заметили ещё один слабый объект рядом с ней.

Чтобы убедиться, что речь действительно идёт о новой планете, учёные обратились к архиву наблюдений ESO. Оказалось, что Бета Живописца d присутствовала на снимках, сделанных на протяжении более чем 11 лет, включая изображения, где её сигнал едва различим на фоне более яркой Бета Живописца b. Планету также удалось обнаружить в архивных данных инструмента SPHERE на VLT и камеры NIRCam космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Как и две другие известные планеты системы, Бета Живописца d - это газовый гигант. Однако её масса составляет всего около 2,4 массы Юпитера, тогда как две другие планеты примерно в десять раз массивнее Юпитера. Кроме того, новая планета обращается по более широкой орбите и имеет относительно низкую температуру, из-за чего светит значительно слабее. Именно малая яркость долгое время мешала её обнаружению.

Система Бета Живописца стала второй после HR 8799, где методом прямого изображения удалось подтвердить существование более двух планет. Подобные системы представляют особый интерес, поскольку позволяют изучать сразу несколько планет, сформировавшихся в одном и том же протопланетном диске.

Кроме того, новая планета помогает объяснить особенности окружающего звезду диска из обломков, оставшихся после формирования планет. По расчётам исследователей, её масса и положение хорошо соответствуют наблюдаемой структуре этого диска.

Авторы отмечают, что история открытия Бета Живописца d показывает ценность архивных наблюдений. Планета более десяти лет присутствовала на уже полученных изображениях, но оставалась незамеченной. По мнению исследователей, аналогичные открытия могут ожидать астрономов и в других архивных данных, а будущий Чрезвычайно большой телескоп ESO (ELT) позволит обнаружить ещё более тусклые и маломассивные планеты.

Астрономы впервые обнаружили атмосферу у каменистой экзопланеты, расположенной в зоне обитаемости другой звезды. Речь идёт о суперземле LHS 1140 b, находящейся примерно в 50 световых годах от Земли.


Напомню, что ранее астрономам удавалось исследовать атмосферы только у крупных газовых экзопланет, расположенных близко к своим звёздам. LHS 1140 b стала первой каменистой планетой в зоне обитаемости, у которой удалось обнаружить атмосферу.

LHS 1140 b более чем в пять раз тяжелее Земли и примерно в 1,7 раза превосходит нашу планету по радиусу. По этим параметрам она считается каменистой. Планета обращается вокруг красного карлика, масса которого составляет около одной пятой солнечной, а температура значительно ниже температуры Солнца. В системе известна ещё одна планета - LHS 1140 c. Она несколько меньше по размеру и расположена ближе к звезде.

Для наблюдений исследователи использовали спектрограф WINERED в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. В сентябре 2024 года обе планеты проходили по диску своей звезды, что позволило проанализировать свет, прошедший через их атмосферы. Признаки атмосферы удалось обнаружить только у LHS 1140 b.

Наблюдения показали наличие гелия, который покидает атмосферу со скоростью в сотни тысяч килограммов в секунду. Газ нагревается звёздным излучением до температуры более 4700 °C. По мнению авторов, этому процессу также могут способствовать звёздный ветер или взаимодействие магнитных полей планеты и звезды. При повторных наблюдениях в 2025 году признаки утекающего гелия обнаружить не удалось, что указывает на изменчивость этого процесса.

Исследователи отмечают, что, несмотря на активность красного карлика, LHS 1140 b смогла сохранить часть своей первичной гелиевой атмосферы более трёх миллиардов лет. По расчётам авторов, хотя в прошлом планета подвергалась более интенсивному рентгеновскому и ультрафиолетовому излучению, её орбита находится достаточно далеко от звезды, чтобы значительная часть первоначального гелия сохранилась.

Авторы считают, что теперь LHS 1140 b станет одной из основных целей для дальнейших исследований. Предстоящие наблюдения должны показать, есть ли на планете океаны или другие особенности, потенциально благоприятные для жизни. Кроме того, работа демонстрирует, что наземные телескопы также способны исследовать атмосферы экзопланет, дополняя возможности космического телескопа «Джеймс Уэбб».