среда, 3 октября 2018 г.

Астрономы впервые доказали существование спутника у планеты-гиганта за пределами Солнечной системы


Астрономы из Колумбийского университета в США с использованием орбитального телескопа NASA "Хаббл" и космического телескопа "Кеплер" собрали убедительные доказательства существования луны, вращающейся вокруг планеты газового гиганта, удаленного от Земли на расстояние в 8000 световых лет.

В статье, опубликованной 3 октября в журнале Science Advances , Алекс Техаи (Alex Teachey) и Дэвид Кипинг (David Kipping) сообщают, что обнаружили кандидата на статус, так называемой, экзолуны, то есть спутника, вращающегося вокруг экзопланеты в другой звездной системе, благодаря его необычно большому размеру, сравнимого с размерами Нептуна. Такие гигантские луны не существуют в нашей Солнечной системе, где каталогизировано около 200 естественных спутников.
«Это будет первый случай обнаружения луны за пределами нашей Солнечной системы», - сказал Кипинг, доцент астрономии в Колумбийском университете, - Если это подтвердится последующими наблюдениями "Хаббла", такое открытие могло бы дать важные для нас подсказки о развитии планетных систем, а может и заставить экспертов пересмотреть теории о том, как луны формируются вокруг планет».
В поисках экзолун исследователи проанализировали данные по 284 обнаруженным "Кеплером" планет, которые вращаются на сравнительно широких орбитах, с периодами более 30 земных дней, вокруг своих центральных звезд. В ходе наблюдений измерялось мгновенное затемнение звездного света, когда планета проходила перед своей звездой, что называется транзитом. Исследователи обнаружили один экземпляр в случае с планетой Kepler 1625b, который имел интригующие аномалии.

«Мы видели небольшие отклонения и колебания на кривой блеска, которые привлекли наше внимание», - сказал по этому поводу Кипинг.
Данные от "Кеплера" были достаточными для того, чтобы команда получала 40 часов времени, чтобы "Хаббл" интенсивно изучал планету, получая данные в четыре раза точнее, чем у "Кеплера". Исследователи контролировали планету до и во время своего 19-часового транзита через диск звезды. После этого "Хаббл" обнаружил второе и гораздо меньшее снижение яркости звезды через три с половиной часа, что согласовалось, по мнению Кипинга, с «луной, идущей за планетой, как собака, следует за ее владельцем на поводке».
«К сожалению, запланированные наблюдения "Хаббла" закончились до того, как можно было измерить полный транзит выявленной экзолуны».
В дополнение к этому "Хаббл" предоставил подтверждающие доказательства гипотезы существования в этом случае экзолуны, установив тот факт, что планета начала свой переход по диску центральной звезды на 1,25 часа раньше, чем прогнозировалось. Эта модель согласуется с существованием планеты и луны, вращающихся вокруг общего центра тяжести (барицентра), что заставляет планету несколько колебаться от предсказанного местоположения.



«Внеземная цивилизация, наблюдающая за Землей и Луной, транзитом через диск Солнца, заметит аналогичные аномалии во времени транзита Земли», - привел пример Кипинг.
Исследователи отмечают, что в принципе эта аномалия может быть также вызвана гравитационным притяжением гипотетической второй планеты в системе, хотя "Кеплер" не обнаружил доказательств наличия других планет вокруг данной звезды в течение своей четырехлетней миссии.
«Спутник-луна - это самое простое и естественное объяснение второго падения кривой блеска и отклонения от орбиты», - сказал ведущий автор исследования Алекс Техаи, научный сотрудник NSF по астрономии в Колумбийском университете, - Это был потрясающий момент, чтобы увидеть эту световую кривую, мое сердце начало биться немного быстрее, и я просто продолжал смотреть на этот график. Но мы знали, что наша работа заключалась в том, чтобы держать голову холодной, проверяя каждый предполагаемый вариант, при котором данные могли обманывать нас».
Обнаруженная экзолуна, по оценкам специалистов, имеет массу в полтора процента от массы ее родительской планеты, которая, в свою очередь, в несколько раз превышает массу Юпитера. Это значение близко к массовому отношению между Землей и нашей Луной. Но в случае системы Земля-Луна и системы Плутона-Харона спутники сами по себе скалисты и образовывались после столкновений некогда единого объекта с крупным телом, в то время, как Kepler 1625b и его спутник являются газообразными, но ни как не скалистыми, а поэтому подобное столкновение не может привести к конденсации именно такого спутника.




Экзолуны трудно найти, потому что они намного меньше, чем их родительские планеты, и поэтому их транзитный сигнал слабый, они также изменяют свою позицию с каждым проходом по диску звезды из-за своего вращения вокруг планеты. Кроме этого, идеальные планеты-кандидаты, у которых могут быть обнаружены спутники, должны находиться на больших орбитах, с длинными и нечастыми транзитными периодами. В этом поиске луна размером с Нептун стала самой легкой для обнаружения из-за своих больших размеров.

Планета-хозяин и его луна находятся в зоне обитания звезды Kepler 1625, где умеренные температуры позволяют воде находиться в жидком состоянии на любой твердой планетарной поверхности.
«Оба тела, однако, считаются газообразными и поэтому непригодными для жизни, как мы это знаем», - добавил по этому поводу Кипинг.
Будущие изыскания по поиску экзолун будут нацелены на планеты размером с Юпитер, которые находятся дальше от своих звезд, чем, скажем, Земля от Солнца. В базе данных "Кеплера" есть всего лишь несколько подобных планет-кандидатов. Космический телескоп NASA Джеймса Уэбба, который планируется вывести на орбиту, может очень сильно помочь в поиске спутников у далеких планет, поэтому Кипинг высказал в связи этим надежду: «Мы надеемся тогда увидеть, действительно, крошечные луны».



Комментариев нет:

Отправить комментарий