Удивительные экзолуны
На каждой публичной лекции про экзопланеты кто-нибудь обязательно задает вопрос про спутники экзопланет. Вопрос настолько интересен, что заслуживает отдельной статьи. На данный момент число найденных экзопланет приближается к шести тысячам (включая неподтвержденные). Сколько крупных спутников должно быть у этих планет? Глядя на нашу Солнечную систему, можно предположить, что примерно столько же — у нас на восемь планет приходится семь спутников размером с Луну и больше (Луна, Ио, Европа, Ганимед, Каллисто, Титан, Тритон). А что можно сказать о спутниках экзопланет? Увы, пока почти ничего. И всё же первые пока еще смутные результаты начинают появляться.
Спутники планет интересны тем, что на них возможна жизнь, даже если планета гигантская и сама по себе никак для жизни не приспособлена. Например, найдено довольно много планет-гигантов в «зоне обитаемости» (45 по данным 2014 года). Если у них есть достаточно крупные спутники, почему бы на них не возникнуть жизни? Там должен быть замечательный вид: планета-гигант, доминирующая на небе, видимая и ночами, и днями. Конечно, такая картина вдохновляет художников, и в некоторой степени исследователей, работающих с данными «Кеплера». По-видимому, эти данные — единственное место, где в настоящее время можно открыть спутник экзопланеты.
Для начала, некоторые полезные понятия. Спутник планеты не может вращаться вокруг нее на каком угодно расстоянии. Размер орбиты ограничен сверху так называемой сферой Хилла, вне которой спутник покидает поле тяготения планеты и становится самостоятельным спутником звезды. Вот радиус этой сферы для простейшего случая, когда орбита спутника круговая: RH = a (m/3M)1/3, где a — большая полуось орбиты планеты, m — масса планеты, M — масса звезды. Для Земли радиус Хилла около 1,5 млн км. Чуть дальше располагаются точки Лагранжа L1 и L2, куда выводят космические телескопы. Рекордный в Солнечной системе радиус Хилла у Нептуна — около 100 млн км. В реальности из-за различных возмущающих факторов радиус орбит, стабильных на масштабе миллиарды лет, меньше — около половины или даже трети радиуса Хилла.
Размер орбиты ограничен и снизу: на слишком тесной орбите спутник разрывается тяготением планеты и превращается в подобие колец Сатурна. Этот предел называется зоной Роша, его суть: приливные силы превышают самогравитацию спутника. Предел Роша зависит от жесткости последнего: если спутник может деформироваться, как жидкость, то предел Роша почти в два раза больше. Все спутники Солнечной системы находятся вне «жесткого» предела Роша, но некоторые благополучно существуют внутри «жидкого» предела, например пять ближайших спутников Сатурна.
Для самых горячих юпитеров радиус сферы Хилла близок к пределу Роша — спутников у них заведомо существовать не может. Но существуют и другие механизмы неустойчивости орбит спутников, действующие поблизости от звезды, так что вероятность существования спутников у планет с периодом обращения до 10-20 дней в течение миллиардов лет пренебрежимо мала. Жаль, поскольку среди открытых экзопланет очень много короткопериодических, и в ближайшие годы они будут доминировать среди новых поступлений. И, главное, у короткопериодических планет спутники было бы обнаружить легче всего, если бы они там были.
Но нас больше всего интересуют спутники планет в «зоне обитаемости». Там их орбиты могут быть устойчивы в течение многих миллиардов лет — посмотрите на Луну.
Как найти спутник экзопланеты
Сколь велики могут быть спутники планет? Если судить по Солнечной системе, то типичное соотношение суммарной массы спутников и массы планеты — 1/10000. Это выполняется для системы Юпитера, Сатурна (с небольшим превышением за счет Титана) и Урана. У Нептуна и Марса масса «родных» спутников меньше (Тритон — не родной, это захваченный объект пояса Койпера). Видимо, такое соотношение естественно при образовании спутников из пылевого диска вокруг планеты. Луна — отдельный разговор, ее масса на два порядка выше типичной массы спутников, она образовалась в результате катастрофического столкновения. Тогда мы вправе ожидать, что масса спутников суперъюпитеров с 10 юпитерианскими массами (а таких обнаружено немало) будет порядка массы Марса. Такое тело вполне может быть заметно при транзите планеты — сначала звезду затмевает спутник, потом уже сама планета. Эффект от спутника будет в сто раз меньше, но при хорошей статистике транзитов (планета много раз пересекает диск звезды) он может быть более-менее надежно выявлен. Конечно, спутником может оказаться и захваченная планета, в этом случае он может быть существенно больше, но вряд ли кто способен сказать, какова вероятность найти аномально большой захваченный объект.
Другой вариант — тайминг транзитов. Если спутник опережает планету в движении по орбите вокруг звезды, транзит планеты наступает чуть позже, если отстает — чуть раньше. Например, если все спутники Юпитера собрать в один и поместить на место Ганимеда, то смещение Юпитера составит плюс-минус 100 км, что выражается в задержке/опережении транзитов примерно на 7 с — на 4 порядка меньше времени транзита. Это далеко за пределами точности измерений. Спутник должен быть аномально большим. В общем случае этот метод слабей предыдущего.
Спутники планет в принципе не могут быть обнаружены спектрометрическим методом по лучевой скорости звезды — здесь все мыслимые эффекты от спутника пренебрежимо малы.
Остается метод гравитационного микролинзирования, но он основан на редком везении. Если фоновая звезда (не хозяйская, а далекая на заднем плане) пройдет точно за планетой со спутником, в кривой блеска этой звезды появится двойной пичок.
В целом, наиболее перспективен первый из перечисленных методов — транзит спутника. Он требует очень большого массива наблюдений. Такой массив существует, это архивные данные «Кеплера», находящиеся в открытом доступе. «Кеплер» проработал по основной программе четыре с небольшим года. Маловато, чтобы надежно выявлять транзиты спутников в «зоне жизни», но лучших данных не существует. В настоящий момент следы спутников надо искать там, и вполне возможно, что один спутник уже найден.
Поиски экзолун
Первый намек на спутники был найден у планеты с «телефонным номером» 1SWASP J140747.93-394542.6 b. Это гигантская планета массой 20 юпитерианских — на грани с бурым карликом1. Транзиты показали, что у нее огромная система колец, у колец есть щели, а в щелях должны сидеть спутники -именно они эти щели выедают. Это всё. Никакой другой информации об этих спутниках нет.
Еще один спутник найден по микролинзированию у планеты-сироты, свободно летящей в пространстве. Сказать что-то о массе планеты и спутника трудно -это может быть бурый карлик с обращающимся вокруг него «нептуном». Этот случай не столь интересен.
В 2012 году астрономы Пулковской обсерватории объявили о возможном открытии спутника у экзопланеты WASP 12b. Это очень горячий юпитер, обращающийся вокруг звезды класса Солнца за день. Во время транзита планеты наблюдались всплески яркости, что, по мнению авторов наблюдений, можно интерпретировать как прохождение планеты по звездным пятнам или как спутник планеты, периодически сливающийся с ее диском. Вторая интерпретация вызвала заметный отклик в российской прессе, но она попросту нефизична: сфера Хилла для данной планеты практически совпадает с зоной Роша. Не может там быть никакого спутника.
Для поиска экзолун в данных «Кеплера» был организован проект HEK (Hunt for Exomoons with Kepler). Команда проекта хорошо перетряхнула данные и, похоже, вытащила оттуда некоторую полезную информацию. Правда, не очень оптимистическую. Результаты, излагаемые ниже, опубликованы в октябре 2017 года в одной статье2.
С одной стороны, обнаружено указание на спутник планеты Kepler 1625 b. Статистическая значимость около 4 ?, что довольно мало, учитывая большое количество исследованных экзопланет. Хуже того, в том же исследовании у планеты одной из звезд найден «антиспутник», т. е. сигнал обратного знака с той же значимостью 4 ?. Понятно, что этот сигнал ложный, так как естественных явлений, имитирующих «антиспутник», не существует. Причем у планеты наблюдалось всего три транзита, и достаточно убедителен лишь один из них. Если эффект подтвердится, это будет спутник размером с Нептун у планеты массой минимум 10 масс Юпитера (масса оценивается по орбите предполагаемого спутника), что соответствует захваченной планете. Спутник с планетой находятся в «зоне жизни»: обогрев точно такой же, как у Земли. Орбита предполагаемой планеты стабильна — лежит глубоко внутри сферы Хилла и далеко вне предела Роша. Авторы не настаивают на открытии и заказали наблюдение Kepler 1625 телескопом «Хаббл» на 28–29 октября 2017 года — время очередного транзита. Оно состоялось. Никаких опубликованных сведений, кроме конференционного абстракта с резюме «докладываются предварительные результаты наблюдений», пока нет. Это, скорей всего, значит, что наблюдение не дало однозначного результата.
Другой разочаровывающий результат получен методом сложения транзитов многих планет из базы данных «Кеплера». Авторы отобрали три с лишним сотни экзопланет, которые, с их точки зрения, наиболее перспективны для поиска спутников. Среди критериев — размер орбиты между 1 и 0,1 астрономической единицы и хорошее качество данных. В качестве искомого эффекта выявлялось затемнение звезды от аналога Галилеевых спутников планеты, т. е. масштабированных по размеру планеты аналогов Галилеевых спутников Юпитера. В данном случае бралась сумма кривых блеска по всем транзитам всех планет выборки.
Увы, положительный сигнал не превышает 2 ?, и результат ставит научно значимый верхний предел на распространенность крупных спутников. Доля планет с аналогом Галилеевых спутников не превышает 0,38 на уровне достоверности 95%.
Похоже, недостача спутников экзопланет по отношению к спутникам Юпитера вполне реальна. Наиболее простое объяснение: население крупных экзопланет внутри 1 а. е. у звезд класса Солнца — это скорей всего мигранты из более дальних областей. Что делается со спутниками планет при миграции? Вполне возможно, они теряют устойчивость.
Напоследок. Команда серьезных ученых прочесала данные «Кеплера» на предмет спутников экзопланет. Значит ли это, что тема исчерпана и никому не светит найти в этих данных ничего нового на предмет экзолун? Ничего подобного! Во-первых, любые работы надо повторять для проверки. Мои друзья перепроверили данные микроволнового телескопа WMAP, казалось бы перепроверенные до дыр, и нашли явные артефакты, которые потом пришлось исправлять. Во-вторых, это огромный объем работы, который не под силу одной команде. Поэтому хотелось бы воодушевить волонтеров: данные открыты, требуется лишь серое вещество, которое в России всё еще есть в наличии.
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - ...
Последние аномальные новости

Башня Дьявола - фрагмент древнего дерева

Библейская картина доказала существование НЛО

В Адыгее в 2,5 раза увеличилось число древних памятников

ВОЗ игнорирует предупреждения о вреде мобильников

Вход в базу инопланетян нашли в Антарктиде

Жители Нэшвилла заметили в небе несколько НЛО

Житель Шымкента наблюдал НЛО

Жуткие письма выгнали семью из дома

За веселящимися девушками подглядывал призрак

Загадочный туман укрыл мир в 536 году

Как выглядела попытка найти братьев по разуму

Когда Тасмания была частью Аризоны

Количество ведьм в США резко выросло

Миссия телескопа Кеплер окончательно завершена

На всей Земле заметили аномалию Солнца

НАСА обнаружило звездолет из Звездного пути

НЛО пролетел над Уэльсом

Послание инопланетянам скоро покинет Солнечную систему

Пощечина - наследие веков романтики

Проклятая птица

Пророчество Нострадамуса о начале Третьей мировой войны

Прошла Международная конференция плоской Земли

Прялка - символ судьбы

Птица Феникс в небе над Норвегией

Ракета Falcon 9 пролетела около инопланетного спутника

Родственниками йети могут быть бурые медведи

Родственница Йети

Русские черти

Рыбалка для камикадзе

Самые необычные видения жителей Ростова-на-Дону

Актриса испытала панический ужас перед домом с привидениями

Астероид Оумуамуа оказался меньше, чем предполагали

Два кота третий год пытаются прорваться в музей

Дискообразный звездолет нашли в Антарктиде

Журналисты сняли бегущего карлика

Инопланетному астероиду Оумуамуа нашли объяснение

Инопланетян обвинили в ухудшении погоды в Аргентине

Как возникли речные каньоны на Марсе

Корабли инопланетян оснащены системой маскировки

Кормушка для йети появилась в Челябинской области

Мастер боевых искусств сломал руками 100 кирпичей за минуту

Можно ли погрузить человека в анабиоз

На что способны братья по разуму

Найдена еще одна загадочная звезда

НАСА начало сокращать список обитаемых экзопланет

Невидимый НЛО сняли в Венгрии

Нибиру уже в Солнечной системе

Огненный шар в ночном небе Техаса

Один и тот же призрак оказался на двух разных фото

Хронический насморк оказался вытекающими мозгами

Атлантида обнаружена у берегов Испании

Великая и неведомая тайна Пифагора

Гигантский звездолет обнаружен около туманности Ориона

Инопланетяне посетили Гаагу

Как узнать уровень интеллекта ребенка еще до рождения

Калифорнию сжигают химиотрассами

Коллективное безумие овладело жителями Никарагуа

Легенда уфологии Марина Попович

Найдены древние рисунки странных существ

Неспособный улыбаться мужчина нашел невесту

НЛО был замечен в центре Японии

НЛО замечен в небе над Дублином

НЛО сняли над Новой Зеландией

Ночной вылет НЛО сняли во Франции

Официальное подтверждение поворота ядра Земли

Перенос сознания и другие способы стать бессмертным

Почему телевизионщики не говорят об аномальных явлениях

Призрак позвонил в дверь

Призрачный туман над Енисеем

Самолет, который может летать вечно

Антарктиду и Австралию соединяют подводные туннели

Армагеддон все ближе

Бигфут разгуливает по полю в Орегоне

В Ирландии расследуют сообщения об НЛО

Военные США всерьез относятся к сообщениям об НЛО

Женщина во время клинической смерти летела через туннель света

Женщина сьела полтора килограмма различных предметов

Жительница Монреаля записала призрачные звуки

Загадочное Мертвое озеро

Загадочный тоннель под Лос-Анджелесом

Земля входит в ураган из тёмной материи

Изображения вертолета, танка и субмарины нашли в пирамиде Хеопса

Китай создает искусственное Солнце

Кодекс берсерка

Крестные отцы из деревни

Люди с джедайскими способностями

Магия и маленький добрый ангел

Мать кормила дочь грудью до девяти лет

На Алтае нашли крайне необычных светочувствительных бактерий

Назван новый способ предсказать скорую смерть

Обаятельное бедствие

Предсказания ясновидящей Веры Лион

Призрак испортил семейный портрет

Со сном с давних времён было связано множество суеверий

Таинственные исчезновения в индийской Долине Теней

У соседней звезды обнаружили суперземлю

Что будет, если на Земле не останется ни одного человека

Экстрасенс просит близких найти ее тело

Эффект плацебо искажает результаты испытаний

Японский остров внезапно исчез

Алистер Кроули создал проклятие фараонов

В уникальном озере Могильное исчез пресный слой воды

Верный пес 80 дней прождал хозяйку у места ее смерти

Вечеринка ко Дню мертвых пройдет в Москве

Девочка родилась с мозгом вне головы и выжила

Дискообразный НЛО замечен в небе над Шотландией

Житель Задонска снял НЛО

Земля под ногами горит

Идущие к смерти

Инопланетяне распылили яд в атмосфере Земли

Искусственный интеллект поможет создавать интерьеры

История святого Николая

Как погибла легендарная Индская цивилизация

Как стать миллионером

Калифорнию подожгли инопланетные диверсанты

Каннибалы из каменного века

Кратер от взрыва ядерной бомбы обнаружен на перевале Дятлова

Люди и пришельцы будут жить вместе в 2600 году

Люди превратились в машины в 4413 году

Мужчина пять лет играл в лотерею с одними и теми же номерами и сорвал куш

НЛО сняли во время бури

Обнаружен новый облик Иисуса Христа

Путешественник во времени показал роботехнологии из 3700 года

Рассвет на Марсе превратили в музыкальную композицию

Редчайший розовый бриллиант продали

Секрет Великих пирамид Гизы разгадан

Семья из Аризоны в полном составе сменила пол

Сигарообразный НЛО замечен над Лас-Вегасом

Странный НЛО замечен у Солнца

ЦРУ уличили в разработке сыворотки правды

Преимущества источников бесперебойного питания от компании ООО Пауэрконцепт

Великие пирамиды Гизы были построены на 5500 лет раньше

Высадка на Луну была сфальсифицирована правительством США

Дайверы сняли восьмиметрового белого монстра

Загадочные каналы на Плутоне

Загадочный гений литературы ужаса Говард Лавкрафт

Затерянный мир нашли в Мозамбике

Инопланетяне воруют прохожих у Рязанского цирка

Инопланетяне оккупировали Ирландию

Инопланетяне похищают людей во сне

Как не сойти с ума на Марсе

Лечение превратило череп ребенка в рога Дьявола

Люди боятся противостоять инопланетянам

Машину охотников за привидениями заметили на улице

На Луне заметили лицо инопланетянина

Необычная птица оказалась гибридом трёх видов

НЛО был замечен на руднике Новый Афтон

О самых загадочных байках для туристов

Огромный НЛО завис над военной базой в Монтане

Откуда взялись ведьмины круги на пшеничном поле

Первая фотография Лох-Несского чудовища была сделана 85 лет назад

Плазмоид напугал механиков

Признанный мертвым индиец очнулся при обмывании

Проклятая картофелемялка

Пятилетний мальчик отжался больше четырех тысяч раз

Пять правдивых теорий заговора

Родовое проклятие Аллы Пугачевой

Светящийся НЛО пролетел над Комо

Склеп, рядом с которым по сей день бродит призрак

Три библейских предсказания о Конце света уже сбылись

У других звезд существуют свои облака обломков

Бессмертие на Земле - путь в Ад

Брошь царя Крёза

В ожидании Джона Фрума

Виманы на древних петроглифах

Вода в ядре Земли может иметь солнечное происхождение

Да макаронится имя твое

Две половинки тайны

Делать им нечего

Жуткое детство в паранормальном доме

Заветный цвет кладоискателей

Китай скоро посетит неизведанные территории Луны

Колдуны среди обычных людей

Легендарные места Севастополя

Мужчина ради любви откормил невесту

Небесные учителя древних Тайронов

Необычная девочка родилась в индийской семье

НЛО заметили над Таганрогом

Обнаружены древние святилища развитой цивилизации

Плохие воспоминания можно будет просто стереть

Получили снимки гигантской экзопланеты

Призраки в Лазаревских казармах

Призраки королевского отеля

Рядом с астероидом Оумуамуа вращается черный близнец

Самые эффективные способы продления жизни

Сияющий НЛО заметили над Англией

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика