Хоча каталог екзопланет містить понад 5000 відомих світів, відкриття екзосупутника — це зовсім інша історія.
У новому дослідженні дует вчених слідує за Обі-Ваном Кенобі із «Зоряні війни: Нова надія» щодо повідомлення про виявлення двох супутників, які обертаються навколо планет за межами Сонячної системи. Коротше кажучи, вони не впевнені, що перші в історії людства виявлення екзосупутника точні. Висновки з дослідження також показують: такі супутники загалом можуть проявляти себе лише в тому разі, якщо вони дуже великі.
Дослідження засвідчує: хоча немає підстав припускати, що супутники не обертаються навколо екзопланет в інших планетних системах, знайти їх — складна справа. За три десятиліття з моменту першого виявлення планети за межами Сонячної системи або «екзопланети» каталог таких об’єктів навколо інших зір розширився до понад 5000 підтверджених прикладів. Проте будь-які можливі позасонячні супутники або «екзосупутники», що обертаються навколо цих планет, уникали астрономів.
Так було до 2018 року, коли астрономи стали вважати, що вони нарешті помітили екзосупутник навколо планети Кеплер-1625 b, схожого на Юпітер світу, розташованого приблизно за 8000 світлових років від Землі. Потім, у січні 2022 року, астрономи повідомили, що вони помітили другий екзосупутник, цього разу на орбіті екзопланети Kepler-1708 b, газового гіганта, маса якого в 4,6 рази перевищує масу Юпітера, розташованого на відстані 5400 світлових років від Землі. Причому цю екзопланету виявили лише у 2021 році.
Але це означало, що з понад 5000 відомих екзопланет лише біля двох знайдено супутники. Однак це не надто хвилювало астрономів, бо вони вважали, що самі планети неймовірно далекі, а екзосупутники мають бути набагато меншими, ніж екзопланети. Отже, їх набагато важче знайти, чи не так? Проте зараз навіть ці знахідки викликають сумніви.
«Екзосупутники лежать так далеко, що ми не можемо побачити їх прямо, навіть за допомогою найпотужніших сучасних телескопів», — сказав Рене Геллер (René Heller), керівник групи та науковий співробітник Інституту дослідження Сонячної системи Макса Планка (Max Planck Institute for Solar System Research, MPS). «Ми хотіли б підтвердити відкриття екзосупутників навколо Kepler-1625 b і Kepler-1708 b, але, на жаль, наші аналізи показують інше».
Екзопланети, що обертаються навколо материнських зір, часто помічають, коли вони проходять перед зорею, спричиняючи невелике зниження світлового потоку від неї. Цей метод також має працювати і для виявлення екзосупутників, але оскільки ці об’єкти набагато менші за планети, навколо яких вони обертаються, можливе падіння світла, спричинене ними, буде незначним.
Крім того, екзосупутник має перебувати в цілком певній точці своєї орбіти, поки астрономи спостерігають за його транзитом, бо його планета-господар також проходить по диску зорі. По суті, цей супутник має бути в дуже специфічному положенні відносно планети, щоб він міг блокувати частину зоряного світла. Насправді це одна з причин того, чому сигнал від екзосупутника Kepler-1625 b з’явився, а потім зник у даних від космічного телескопа Kepler («Кеплер»). Він знову з’явився під час пізніших спостережень, які виконував Космічний телескоп імені Габбла.
Геллер і його колега дійшли до невтішних висновків щодо екзосупутників Kepler-1625 b і Kepler-1708 b за допомогою розробленого ними комп’ютерного алгоритму під назвою «Pandora». Застосування Pandora, призначеного для полегшення відкриття екзосупутників, до даних, зібраних космічним телескопом NASA «Кеплер» про об’єкт Kepler-1708 b, виявило: сценарії без екзосупутника з такою ж ймовірністю пояснюють спостереження цієї екзопланети та її зорі.
«Імовірність того, що супутник обертається навколо Kepler-1708b, явно нижча, ніж було повідомлено раніше. Ці дані не свідчать про існування екзомісяця навколо Kepler-1708b», — сказав Міхаель Гіппке (Michael Hippke), співавтор дослідження та астроном із Зоннеберзької обсерваторії.
Гіппке та Геллер припускають, що ефект під назвою «потемніння зоряного диска до краю» («stellar limb darkening»), який може спричинити варіації яскравості вздовж диска зорі, вплинув на пояснення сигналу нібито від екзосупутника Kepler-1625 b. Вони кажуть, що потемніння лімба зорі насправді краще пояснює спостереження материнської зорі, ніж зменшення яскравості, спричинене присутністю потенційного супутника.
Інфографіка показує впливи, які можуть створити сигнал, схожий на сигнал від екзосупутника. Авторські права на зображення: MPS/hormesdesign.de. Фото з сайту https://www.mpg.de.
Крім того, дослідження також вказало на погані новини для мисливців за екзосупутниками в цілому. Коли науковці застосовували Pandora для передбачення типів екзосупутників, які можуть бути виявлені через спад світла за допомогою «Кеплера» та інших космічних телескопів, вони з’ясували: тільки особливо величезні супутники — приблизно вдвічі більші, ніж Ганімед, найбільший супутник у Сонячній системі — можна побачити на широкій орбіті навколо їхньої планети за допомогою сучасних технологій.
Якщо інші планетні системи схожі на Сонячну систему, то такий екстремальний супутник був би справді дуже дивним. Ми знаємо близько 290 супутників Сонячної системи, і жоден з них не відповідає цим вимогам, тобто виявлення екзосупутника може бути ще менш ймовірним, ніж це досі уявляли астрономи.
За інф. з сайту www.space.com підготував Іван Крячко
