Астрономи з Колумбійського університету за допомогою Космічного телескоп імені Габбла та космічного телескопа «Кеплер» зібрали переконливі докази існування супутника в екзопланети Кеплер-1625б, що лежить на відстані 8000 світлових років від Землі.
У статті, оприлюдненій 3 жовтня в журналі Science Advances, Алекс Тіачі (Alex Teachey) і Девід Кіппінґ (David Kipping) повідомляють про виявлення кандидата в екзосупутники, тобто супутника, що обертається навколо планети біля іншої (не Сонця — Ред.) зорі. Цей кандидат є незвичним через його великий розмір, співмірний з діаметром Нептуна. У Сонячній системі, де відомо близько 200 природних супутників планет, таких великих об’єктів цього типу не існує.
Уявлення художника про екзопланету Кеплер-1625б, що проходить разом зі своїм супутником по диску материнської зорі. Фото з сайту www.sciencedaily.com.
«Це буде перший випадок виявлення супутника за межами нашої планетної системи», — сказав Кіппінґ, доцент кафедри астрономії Колумбійського університету. «Якщо його відкриття підтвердять зі спостережень «Габбла», то знахідка дасть життєво важливі підказки про розвиток планетних систем і може змусити експертів переглянути теорії про утворення супутників навколо планет».
У пошуках екзосупутників дослідники проаналізували дані для 284 відкритих «Кеплером» планет, які містяться на протяжних (з періодами понад 30 днів) орбітах навколо своїх материнських зір. Телескоп «Кеплер» виконує пошук екзопланет методом транзитів — реєструє ослаблення випромінювання зорі, спричинене проходженням по її диску планети. Науковці виявили одну з таких зір, Кеплер-1625, яка мала незвичні аномалії у випромінюванні.
«Ми бачили невеликі відхилення та коливання в кривій блиску зорі, що привернули нашу увагу», — сказав Кіппінґ.
Результати спостережень «Кеплера» були вагомими для того, щоб науковці отримала 40 годин роботи з «Габблом» для докладного вивчення планети. Це дало змогу отримати дані учетверо точніші, ніж від «Кеплера». Дослідники спостерігали планету до та протягом 19-годинного транзиту по диску зорі. Через 3,5 години після цього «Габбл» виявив друге, але значно менше, падіння яскравості зорі. Воно відповідає «супутнику, що йде за планетою, як собака іде на поводку за своїм господарем», — сказав Кіппінґ. «На жаль, заплановані спостереження на «Габблі» закінчилися, перш ніж можна було зареєструвати увесь транзит супутника».
Окрім падіння випромінювання, «Габбл» дозволив отримати інший доказ на підтвердження гіпотези про супутник — виявилося, планета почала транзит на 1,25 години раніше, ніж передбачалося. Це узгоджується з уявленням про планету з супутником, які обертаються навколо спільного центра мас (барицентр). Через це планета може перебувати не в тому місці, яке було передбачене.
«Позаземна цивілізація, яка спостерігає за транзитом Землі та Місяця по диску Сонця, реєструватиме схожі аномалії в часі транзиту Землі», — сказав Кіппінґ.
Дослідники відзначають: цю аномалію також могла б спричинити гравітаційна дія другої планети в системі, хоча «Кеплер» протягом його чотирирічної місії не знайшов жодних доказів існування інших планет навколо зорі.
«Супутник — найпростіше й найприродніше пояснення другого падіння на кривій блиску зорі й відхиленню в часі руху по орбіті», — сказав головний автор дослідження А. Тіачі, який закінчує аспірантуру з астрономії в Колумбійському університеті. «Це був шок побачити таку криву блиску, моє серце почало битися трохи швидше і я просто дивився на цей сигнал. Але ми знали — наша робота полягає в тому, щоб перевірити всі можливі варіанти пояснення отриманих даних доти, поки ми не знайдемо ніяких інших причин».
Згідно з оцінками, маса супутника становить лише 1,5% маси його планети, яка, знову ж за оцінками, в кілька разів перевищує масу Юпітера. Це значення близьке до співвідношення мас Землі та Місяця. Але у випадку систем Земля—Місяць і Плутон—Харон (найбільшого з п’яти відомих природних супутників карликової планети Плутон) запропоновано гіпотезу про зіткнення в далекому минулому планет з масивними тілами, що спричинило до появи на їхніх орбітах речовини, з якої пізніше сформувалися супутники. Однак, Кеплер-1625б і його супутник газоподібні, а не тверді, й, отже, таке зіткнення не може привести до конденсації супутника.
Екзосупутники важко знайти, бо вони менші, ніж планети, і тому сигнал від їхнього транзиту слабкий; вони також змінюють позицію з кожним транзитом, бо обертаються навколо планети. Крім того, ідеальні для спостережень екзопланети з супутниками, мають протяжні орбіти. Це спричиняє хоча й тривалі, але нечасті транзити. У даному разі супутник розміром з Нептун є одним із найлегших для виявлення через його великі розміри.
Планета та її супутник лежать в зоні життя зорі сонячної маси (Кеплер-1625), де помірні температури дозволяють існувати воді в рідкому стані на будь-якій твердій планеті. «Обидва тіла, однак, є газоподібними і тому непридатними для життя земного типу», — сказав Кіппінґ.
Майбутні пошуки будуть націлені на екзопланети типу Юпітера, що лежать далі від своєї зорі, ніж Земля від Сонця. У базі даних телескопа «Кеплер» є лише кілька таких. Космічний телескоп імені Джеймса Вебба, який належатиме NASA, міг би справді «сприяти» пошуку супутника, сказав Кіппінґ. «Ми можемо очікувати, що побачимо справді крихітні супутники».
За інф. з сайту www.sciencedaily.com підготував Іван Крячко
