«Джеймс Уэбб» учится искать луны экзопланет: первый блин комом, но это даже хорошо

Космический телескоп James Webb не нашел экзопланетную луну. Парадоксально, но ученые считают это большим успехом.

Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» снова ничего не нашел. На этот раз речь идет о спутнике далекой экзопланеты. Но именно отрицательный результат оказался для астрономов почти подарком: исследователи показали, что JWST способен замечать луны, сопоставимые по размеру со спутником Земли, если наблюдать одну и ту же планету несколько раз.

Речь идет об экзопланете LP 890-9 c, расположенной примерно в 105 световых годах от Земли. Она обращается вокруг очень холодного красного карлика и делает полный оборот всего за 8,46 земного дня. Планета находится всего в 0,04 астрономической единицы от своей звезды — менее чем в десятой части расстояния от Солнца до Меркурия. Работа принята к публикации в The Astronomical Journal, препринт доступен на arXiv.

Охота за луной, которой нет

Астроном Дэвид Киппинг из Колумбийского университета изучил сразу 12 транзитов LP 890-9 c — моментов, когда планета проходит перед своей звездой и слегка перекрывает ее свет.

Именно здесь скрывается главный трюк исследования. Ранее попытки найти экзолуны с помощью JWST основывались на наблюдении одного транзита. Но одиночный сигнал легко спутать с техническими помехами. Он получил название «красный шум»: детектор может медленно менять свои характеристики, телескоп — немного смещаться, а сама звезда может покрываться пятнами, снижающими светимость.

Настоящий спутник ведет себя иначе. Если он существует, то его сигнал должен повторяться в соответствии с законами орбитальной механики. Случайный шум такой дисциплинированностью не отличается.

Поэтому исследователи объединили наблюдения нескольких транзитов. Один из 12 проходов действительно оказался сильно испорчен «красным шумом». Но после добавления всего одного более чистого наблюдения чувствительность метода заметно выросла.

Результат оказался отрицательным: ученые с 95%-ной уверенностью исключили наличие у LP 890-9 c спутников крупнее 0,1 радиуса Земли. Это примерно 640 км. Иными словами, возле этой конкретной планеты не нашли аналогов даже небольших спутников Солнечной системы — таких как Европа, Рея или Энцелад. И вот тут начинается самое интересное.

«Пустой» результат оказался главным призом

Исследование фактически показало, что у «Джеймса Уэбба» нет непреодолимого «потолка шума», который не позволял бы искать небольшие экзолуны. Телескоп действительно может добраться до объектов размером примерно с нашу Луну — нужно лишь получить несколько транзитов и объединить данные.

Сам выбор LP 890-9 c был скорее демонстрацией возможностей метода, чем реальной ставкой на обнаружение экзоспутника. Планета находится слишком близко к своей звезде, поэтому приливные силы должны быстро разрушить устойчивую орбиту крупной луны. За миллиарды лет звезда либо вытянула бы спутник из системы, либо заставила его постепенно приблизиться к планете и превратиться в кольца.

Таким образом, астрономы получили важный ответ на вопрос, который до сих пор оставался открытым: способен ли JWST в принципе искать небольшие экзолуны? Оказалось, что да.

Правда, есть одна загвоздка — время наблюдений «Джеймса Уэбба» крайне дорого. Телескоп одновременно изучает раннюю Вселенную, галактики, атмосферы экзопланет и множество других объектов и событий. Поэтому дать ему возможность много раз смотреть на одну планету — роскошь.

Но теперь понятно, что такая роскошь может окупиться. Возможно, первая подтвержденная экзолуна пока прячется где-то в данных будущих наблюдений или в архивных обзорах. И на этот раз астрономы уже знают, как ее искать.

Смежные публикации на Hi-Tech Mail

По теме особенно хорошо дополняют новость несколько материалов Hi-Tech Mail:

• В недавнем материале подробно разобраны возможности стратосферного телескопа EXCITE и его неожиданных преимуществах по сравнению с JWST при наблюдениях экзопланет;
• В другой статье рассказано о том, почему тусклые звезды M-типа и транзитные наблюдения особенно важны для изучения карликовых экзопланет;
• Еще один материал напрямую связан с темой спутников экзопланет: в нем рассматривается возможность существования подледной жидкой воды и жизни на экзолунах даже у блуждающих в полном мраке планет-изгоев.

космосПоделиться