Шукаючи у архівних даних телескопа «Спітцер» інформацію про атмосферу планет-сиріт, тобто тих, що не мають батьківської зорі, американські астрономи відшукали кандидата у супутники однієї такої — подвійної екзопланети 2MASS J1119-1137AB. Після цього вони вирішили підрахувати, скільки ще таких екзомісяців ми взагалі маємо шанси знайти. І з'ясувалося, що планети-сироти, так само як і звичайні, можуть заводити собі супутників — принаймні у 10-15 відсотках випадків. В опублікованій у The Astrophysical Journal Letters статті вчені описали імовірного супутника знайденої планети-сироти, а також, чому саме такі одинаки є найбільш привабливими для пошуку екзосупутників.
NASA images / Shutterstock
Яка самотня планета виявилася не самотньою?
2MASS J1119-1137AB — подвійна планетна система з двох майже ідентичних планет-гігантів однакової яскравості на відстані 1.9 астрономічної одиниці одна від одної та періодом обертання приблизно кожні 90 років. У них немає батьківської зорі, тому їх відносять до планет-сиріт, а знайшли за допомогою обсерваторії Кека 2016 року завдяки високій яскравості і власне подвійності. Еволюційні моделі планетоутворення передбачають, що маса кожної планети складає приблизно 3,7 маси Юпітера — тоді це доволі молода система віком у десять мільйонів років. Але якщо вченим не вдасться довести її причетність до асоціації молодих зір і коричневих карликів TW Гідри, то 2MASS J1119-1137AB може бути набагато старшою — від десяти до сотні мільйонів років та масою у 9,2 маси Юпітера кожна.
Втім, не зважаючи на те, пов'язані планети із асоціацією чи ні, спостереження за допомогою космічного телескопа «Спітцер» вказали на зміни кривої блиску системи — вказівка на імовірний транзит якого-небудь притягнутого до них супутника. За словами дослідників, якщо це дійсно екзосупутник, то він, ймовірно, приблизно в 1,7 рази більший за Землю. Так, поки інтерпретація конкретно цієї події зміни блиску не є однозначною і вчені могли просто помітити мінливість самих планет, але характеристики даних наштовхнули їх на думку, що ми вже зараз можемо знаходити екзосупутники, якщо змогли помітити такий сигнал.
Скільки сиротливих планет можуть мати супутників?
Насправді існує багато способів пошукати супутників планетам за межами Сонячної системи. Астрономи мають близько десятка сигналів, які можна інтерпретувати як появу у екзопланети супутника. Наприклад, на основі гравітаційного мікролінзування, звісно завдяки транзиту, тобто проходженню супутника повз своє батьківське тіло, а також за «прогалинами» у навколопланетних кільцях чи дивному характеру поглинання газу в атмосфері. Втім, досі ми маємо лише кандидатів у екзосупутники та не певні у тому, що це саме притягнуті планетами тіла. А це важливо не лише для кращого розуміння планетарної еволюції, а і для обмеження придатних для життя зон навколо екзопланет.
За аналогією з властивостями великих супутників планет-гігантів у Сонячній системі, очікується, що транзитні супутники будуть звичайним явищем і їхнє проходження повз екзопланети ми зможемо зафіксувати з імовірністю 10-15 відсотків. Причому шукати їх серед планет-сиріт на думку дослідників, є найефективнішим способом, адже порівняно з іншими, для виявлення фотометричного транзитного сигналу з них не потрібно висококонтрастне зображення. Яскраві, молоді та самотні планети зазвичай більші по радіусу, що збільшує геометричну ймовірність транзитів супутників, яскравість забезпечує точніший фотометричний аналіз, а низька маса та щільність допускають можливість утворення супутників на дуже близьких орбітах. Тому принаймні для 30 відомих на сьогодні планет-сиріт, вчені передбачають принаймні один подібний Іо або Титану супутник, який без високого шуму зможе помітити, наприклад, телескоп імені Джеймса Вебба. Його до речі вже скоро планують запустити заміняти «Габбл».