З-поміж 70 холодних газових гігантів американським астрономам вдалося відшукати кандидата в екзосупутники. Він майже у два з половиною рази більший за Землю і належить планеті, вчетверо більшій за Юпітер, яку знайшов космічний телескоп «Кеплер». Кандидата у супутники екзопланеті вчені описали у статті, опублікованій в Nature Astronomy. Якщо його статус підтвердиться, то він стане найбільшим з відомих нам супутників і кандидатів на цю роль.
Helena Valenzuela Widerström
Де шукати супутників екзопланетам?
За останні три десятиріччя астрономи різними способами відшукали понад чотири тисячі планет навколо інших зірок. Екзопланету можна знайти на будь-який смак: від схожих на Юпітер газових гігантів з величезними орбітами до компактних землеподібних планет навколо маленьких зірок червоних карликів. Втім, поки у нашої Землі є Місяць, а у Сатурна відомо понад вісім десятків супутників, для екзопланет поки не вдалося знайти жодного.
Найбільш перспективними у цьому напрямку вважаються транзитні екзопланети — такі, яких можна побачити під час їхнього проходження диском своєї батьківської зорі. Так само як їх знаходять за зміною блиску, можна знайти і їхніх супутників. Причому найлегше це зробити, якщо шукати біля холодних газових гігантів: вважається, що супутники у таких планет будуть неминучим наслідком їхнього формування.
Тому дослідники з MIT, Колумбійського університету та інших американських науково-дослідних інститутів взялися перевіряти зібрані телескопом «Кеплер» дані про планети розміром з Юпітер з орбітами, більшими, ніж у Землі навколо Сонця.
Яку обрали планету?
Вчені обрали 70 знайдених «Кеплером» холодних газових гігантів з температурою не більш як 300 кельвінів, періодом не менш ніж 400 днів та радіусом, порівняним з Юпітером. Далі їхні параметри порівняли із моделями зміни кривої блиску для планет, які потенційно можуть мати екзосупутник. Переконливими на цьому етапі стали ті, фотодинамічна модель яких відрізнялася від моделей для «самотніх» планет.
Так у списку залишилося всього 11 екзопланет. Астрономи зауважують, що це не означає, що поблизу них зовсім немає сенсу шукати супутників, однак для кожної знайшовся принаймні один критерій, який не дав змогу пройти у наступний етап відбору. Відкидаючи їх, вчені консервативно залишили лише ті, сигнали від яких не містили жодних сумнівів.
На ці 11 планет чекала перевірка ще кількома параметрами, а зокрема, можливість оцінити масу імовірного супутника та його радіус. Так залишилося всього три планети: KIC-8681125.01, Kepler-150 f та Kepler-1708 b.
Тепер вже для кожної індивідуально шукали причину називати планету кандидатом на хазяйку супутника. Так сигнал від Kepler-150 f оцінили як хибний з огляду на його морфологію, сигнал від KIC-8681125.01 виявився недостатньо інформативним, бо за час спостереження за планетою телескоп змінив своє положення, а от у Kepler-1708 b знайшлася аномалія у зміні кривої блиску, яку можна пояснити наявністю екзосупутника.
Криві блиску під час транзиту Kepler-1708b. David Kipping et al. / Nature Astronomy, 2022
То планеті знайшли супутника?
Знайдена планета — Kepler-1708 b — це газовий гігант масою у 4,6 Юпітера, яка обертається на відстані 1,6 астрономічної одиниці навколо своєї сонцеподібної зорі. Згідно з аналізом, супутником їй може бути об'єкт розміром у 2,6 земного радіуса (що вже більше з усіх відомих нам супутників та навіть кандидатів у супутники). Його назвали Kepler-1708b-i — за оцінками, він знаходиться на відстані від своєї планети у 12 її радіусів.
Кандидатом планета стала завдяки тому, що перед кожним з двох побачених «Кеплером» її транзитів, яскравість знижувалася, а потім через деякий час підвищувалося. Час цієї аномалії збігається із теоріями щодо супутників екзопланет, а статистична точність її виявлення складає 4,8 сигми.
За словами вчених, поки наявність супутника є єдиним поясненням цим спостереженням, однак їх ще варто підкріпити дослідженнями, які зможе провести «Габбл», щойно запущений «Джеймс Вебб» або європейський телескоп для дослідження екзопланет PLATO.
А поки астрономи активно займаються супутниками з Сонячної системи. На супутнику Сатурна Мімасі все ж підозрюють наявність океану — так само як у його сусіда Енцелада. А родичу по системі Титану напророчили зіткнення з Сатурном у найближчі мільярди років, якщо той не припинить нахиляти свою вісь обертання.