|
Возможность обнаружения крошечных спутников у экзопланет
|
|
|
|
Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) открыл ученым много чудес космоса с тех пор, как он начал свою научную деятельность несколько лет назад. Но чего он не сделал, так это не нашел "экзолун". Эти все еще теоретические спутники вращаются вокруг экзопланет в других звездных системах, и предполагалось, что JWST найдет их множество.
|
|
|
|
Однако он не нашел ни одного из них. Причиной, по-видимому, является шум в приборах телескопа или от самой звезды. Но в новой статье Дэвида Киппинга, астронома из Колумбийского университета и ведущего YouTube-канала Cool Worlds, доступной в виде препринта на arXiv, показано, как JWST может найти экзолуну. Скорее всего, ему просто нужно несколько раз искать экзолуну в одном и том же месте.
|
|
|
|
Чтобы доказать это, доктор Киппинг проанализировал данные, собранные JWST на планете под названием LP 890-9 c. Эта экзопланета вращается вокруг ультрахолодного красного карлика, расположенного на расстоянии около 105 световых лет от нас. Учитывая, что орбитальный период планеты составляет 8,46 дня, можно сказать, что она находится очень близко к своей звезде, но, по крайней мере теоретически, она находится в зоне обитаемости этой звезды с крайне низкой температурой. Ещё одним преимуществом было то, как часто и как долго за планетой наблюдал телескоп «Джеймс Уэбб». Киппинг смог проанализировать данные о 12 различных транзитах.
|
|
|
|
|
|
|
Предыдущие попытки обнаружить экзолуны основывались на данных об одном транзите. Например, «Джеймс Уэбб» наблюдал за газовым гигантом Kepler-167 e в надежде обнаружить небольшую луну на его орбите. Но «красный шум» мешал компьютерным моделям, анализирующим данные, и из-за этого было невозможно обнаружить луну размером меньше Земли. «Красный шум» возникает из-за медленных, непостоянных изменений в работе детектора, например, когда он разогревается, его наведение немного смещается или на поверхности звезды появляются солнечные пятна.
|
|
|
|
По словам Киппинга, главное — это усреднение. Экзолуны подчиняются законам физики, поэтому они должны находиться в определённом месте в определённое время на своей орбите вокруг планеты. Они не появляются там, где произошёл сбой в работе оборудования. И, что особенно важно, сбои в работе оборудования (и солнечные пятна) не происходят одинаково при каждом транзите.
|
|
|
|
Со временем эти помехи и пятна можно будет сгладить, и тогда звездный свет будет виден четче. На самом деле один из 12 транзитов LP 890-9 c сопровождался заметным «красным шумом». Но когда эти данные объединили с данными всего одного «чистого» транзита, чувствительность метода обнаружения экзолуны значительно возросла.
|
|
|
|
К сожалению, в данном случае это все равно не дало результата: авторы смогли с 95-процентной уверенностью подтвердить, что вокруг LP 890-9 c нет спутников размером больше 0,1 радиуса Земли. То есть там нет ни Ио, ни Европы, ни даже Энцелада. Но это, безусловно, самая чувствительная охота за спутниками за пределами Солнечной системы.
|
|
|
|
Киппинг на самом деле не рассчитывал на успех. LP 890-9 c вращается на расстоянии 0,04 астрономической единицы от своей звезды — это меньше одной десятой расстояния между Солнцем и Меркурием. Это означает, что гравитационные приливы, создаваемые звездой, невероятно сильны. За миллиарды лет эти приливные силы либо оторвут спутник от планеты и отправят его в открытый космос, либо притянут его к звезде, превратив в кольца. Проще говоря, спутник вокруг LP 890-9 c не просуществовал бы долго.
|
|
|
|
Так почему же Киппинг выбрал именно эту планету в качестве примера? Дело в том, что цель статьи — продемонстрировать принципиальную возможность, а не найти первый экзоспутник. Исследование показало, что у телескопа «Джеймс Уэбб» нет «порогового уровня шума», который не позволял бы ему обнаруживать относительно небольшие спутники, как предполагали многие астрономы в последние несколько лет. «Джеймс Уэбб» вполне способен находить спутники размером с нашу Луну — при условии, что астрономы решат наблюдать за несколькими транзитами.
|
|
|
|
К сожалению, это легче сказать, чем сделать. Время работы телескопа «Джеймс Уэбб» — один из самых ценных ресурсов в астрономии. С его помощью можно делать всё что угодно — от изучения самых ранних эпох существования Вселенной до поиска спутников гораздо ближе к нам. Но если мы хотим впервые найти экзоспутник с помощью этого телескопа, это вполне возможно. Нам просто нужно больше времени.
|
|
|
|
Источник
|
