|
Обнаружил ли телескоп экзолуну
|
|
|
|
Поиск экзолун — спутников, вращающихся вокруг другой планеты, — был одной из самых захватывающих задач, которые ожидались от космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), когда он был запущен в конце 2021 года. Итак, после четырех лет работы, почему он до сих пор не обнаружил ни одного спутника? Оказывается, очень, очень трудно найти спутник планеты, находящейся на расстоянии световых лет от нас.
|
|
|
|
Новая статья Дэвида Киппинга из Колумбийского университета (и известного YouTube-канала Cool Worlds), доступная для предварительной печати на arXiv, показывает, почему. Они использовали 60 часов работы с прибором NIRSpec компании JWST и не смогли окончательно подтвердить существование возможной экзолуны.
|
|
|
|
И это не из-за недостатка попыток. JWST обнаружила двух потенциальных кандидатов на Экзолуну, но ни один из них еще не подтвержден. WASP-39b - это "горячий Сатурн", который продемонстрировал большую изменчивость в содержании диоксида натрия и серы, что заставило исследователей, изучавших его, предположить, что экзолун, чрезвычайно вулканически нагретый при приливах, извергает газ на планету.
|
|
|
|
Хотя это и правдоподобно, оно определенно основано в лучшем случае на косвенных доказательствах. Другое открытие о W1935, коричневом карлике, также основано на косвенных доказательствах. В этом случае у него есть некоторые необъяснимые выбросы метана, которые могут быть вызваны неоткрытым экзолунием, но, опять же, его еще предстоит непосредственно наблюдать.
|
|
|
|
|
|
|
Это подводит нас к Kepler-167e, которой посвящена недавняя статья доктора Киппинга и его соавторов. Эта планета показалась нам идеальной для поиска спутника, поскольку она является одним из ближайших аналогов Юпитера, которые мы пока нашли. Это примерно в 0,91 раза больше массы Юпитера, с орбитой около 1,88 а.е., которая находится между Марсом и Юпитером, вокруг звезды, находящейся на расстоянии около 1119 световых лет от нас в созвездии Лебедя.
|
|
|
|
Учитывая, что у самого Юпитера более 70 спутников, включая Ганимед, самый большой спутник в нашей Солнечной системе, представляется вероятным, что у экзопланеты, столь похожей на него, они тоже должны быть. В системе также есть три другие экзопланеты типа "Суперземля", которые необходимо было учитывать как мешающие факторы в кривых блеска, создаваемых JWST.
|
|
|
|
Для создания этих кривых блеска авторы получили 60 часов времени наблюдений на JWST — абсурдное количество, учитывая, сколько времени требуется JWST. Эти блоки наблюдений были разбиты на шесть отдельных 10-часовых сегментов с коротким перерывом между каждым.
|
|
|
|
Авторы отметили, что в течение десятичасового периода наблюдений интенсивность кривых блеска, на которые они смотрели, постепенно уменьшалась. Они отнесли это к "детекторным эффектам", но отметили, что это произошло в масштабе времени, аналогичном тому, которое оказал бы экзолуний на свет своей планеты, что затрудняет различие между прохождением экзолуны и артефактом детектора.
|
|
|
|
Несмотря на трудности с детектором, авторы сделали все возможное, чтобы устранить любую предвзятость, которую он мог вызвать, и пропустили собранные ранее данные через несколько "конвейеров", как их называют на жаргоне астрономов. Один из них был изготовлен специально для этого наблюдательного полета, в то время как два других, известные как ExoTiC-JEDI и katahdin, были разработаны ранее.
|
|
|
|
После того, как данные были переданы по конвейерам, они были сопоставлены с одной из четырех отдельных моделей, сложность которых варьировалась от простой квадратичной подгонки до гауссовского процесса с ядром Matern-3/2 — любой, кому интересно узнать, что это значит, может рассчитывать на обширную математическую обработку сигналов.
|
|
|
|
Из двенадцати различных возможных комбинаций данных - конвейера и модели - семь действительно показали возможное появление Экзолуны в данных JWST. Но с астрономией всегда не все так просто — чтобы убедиться в реальности сигнала, необходимо исключить другие объяснения.
|
|
|
|
В этом случае авторы отметили, что было другое объяснение, которое могло привести к тому, что данные так хорошо совпали с так называемым сизигийным событием - когда экзолуна, планета и звезда находятся в одной плоскости. По их расчетам, это выглядело так, будто Луна, планета и звезда выстроились в линию, но на самом деле это была просто планета, проходящая над солнечным пятном.
|
|
|
|
Известно, что Kepler-167 ведет себя относительно тихо — или "бездействует" на жаргоне астрономов. Но предыдущие исследования, проведенные "Кеплером" и "Спитцером", показали, что, возможно, это создает пятна, которые достаточно велики, чтобы объяснить провал кривой блеска, наблюдаемый в данных JWST. Кроме того, когда авторы попытались рассчитать размер найденной ими Луны, они подсчитали, что она должна быть на 30% больше, чем предполагалось в моделях, чтобы учесть падение освещенности.
|
|
|
|
Учитывая эти два фактора, они пришли к выводу, что наиболее вероятным объяснением их находок является наличие солнечных пятен. Хотя, возможно, и трудно признать, что, потратив столько времени и усилий на проведение наблюдений на самом востребованном телескопе в мире, авторы решили, что пришли с пустыми руками. Но так уж устроен научный процесс — иногда вы получаете отрицательный результат.
|
|
|
|
Но это не помешает им повторить попытку. Они предлагают провести еще одну наблюдательную кампанию, когда Kepler-167e снова пройдет транзитом в октябре 2027 года. До JWST еще несколько циклов наблюдений, поэтому неясно, будет ли им предоставлено дополнительное время.
|
|
|
|
Но даже если это не так, существует множество других специализированных программ по наблюдению за Экзолунами в текущем и запланированном циклах на ближайшие несколько лет. Если эти неуловимые миры действительно существуют, то, вероятно, это только вопрос времени, когда мы найдем один из них — и эта новая статья представляет собой план интенсивной обработки данных, подбора моделей и, в некоторых случаях, самоанализа, необходимых для того, чтобы убедиться, что, когда мы это сделаем, мы будем знать, что это реально.
|
|
|
|
Источник
|
