Астрономами обнаружен первый кандидат в экзолуны

С помощью космических телескопов Хаббл и Кеплер астрономы обнаружили признаки существования далёкого спутника, вращающегося вокруг планеты за пределами нашей Солнечной системы.

Этот кандидат в экзоспутник, расположенный на расстоянии 8000 световых лет от Земли в созвездии Лебедя, находится на орбите вокруг газового гиганта, который, в свою очередь, вращается вокруг звезды под названием Кеплер-1625. Исследователи предупреждают, что гипотеза существования экзолуны является предварительной и должна получить подтверждение в процессе дальнейших наблюдений с использованием Хаббла.

Поскольку спутники вне нашей Солнечной системы не могут наблюдаться непосредственно, их наличие определяется, когда они проходят перед диском звезды, на мгновение затемняя её свет. Именно это явление, называемое транзитом, используется для поиска многих экзопланет.

Экзолуны намного труднее обнаружить, чем экзопланеты, поскольку они меньше размером, и их транзитный сигнал слабее. Кроме того, при каждом транзите они меняют положение из-за вращения вокруг планеты.

В поисках экзолун астрономы проанализировали данные о 284 обнаруженных телескопом Кеплер планет, которые находятся на сравнительно широких орбитах вокруг их звезды-хозяина с периодом более 30 дней. Исследователи обнаружили дополнительные небольшие отклонения и колебания на кривой яркости звезды при транзите планеты Кеплер-1625b.

Чтобы получить более точные данные об изменениях светимости, учёные в течение 40 часов вели наблюдения при помощи телескопа Хаббл, тщательно изучая планету с использованием транзитного метода. Наблюдения производились до и во время 19-часового прохождения планеты на фоне поверхности звезды.
После завершения транзита планеты примерно через 3,5 часа Хаббл обнаружил ещё одно совсем небольшое уменьшение яркости звезды. Это согласуется с наличием гравитационно-связанного спутника, который следует за планетой подобно собаке, идущей за хозяином на поводке. К сожалению, запланированные наблюдения Хаббла завершились прежде, чем можно было отследить полный транзит кандидата в спутники и достоверно подтвердить его существование.

В дополнение к зафиксированным колебаниям светимости, Хаббл обнаружил, что транзит планеты происходит на час раньше прогнозируемого времени. Это возможно в том случае, если планета и спутник вращаются вокруг общего центра масс, и положение планеты колеблется относительно предполагаемой позиции подобно тому, как колеблется положение Земли при вращении Луны вокруг неё.

Исследователи отмечают, что это колебание позиции может быть вызвано гравитационным притяжением другой планеты в системе, а не спутником. Хотя вторая планета не была обнаружена телескопом Кеплер, возможно, что она существует.

В публикациях учёные сообщают, что кандидат в экзоспутник необычайно велик – предположительно размером с Нептун. Таких больших спутников нет в нашей Солнечной системе.
Кроме того, масса экзоспутника по оценкам составляет всего 1,5 процента от массы планеты-хозяина, а сама планета по массе больше Юпитера в несколько раз. Это соотношение аналогично соотношению масс между Землёй и Луной.
Считается, что при формировании систем типа Земля-Луна или Плутон-Харон спутники образуются из остатков фрагментов и пыли после столкновений со скалистыми планетами различных космических тел. Однако Кеплер-1625b и его вероятный спутник не скалистые, а газообразные, поэтому экзоспутник мог образоваться в результате другого процесса.

Исследователи отмечают, что экзолуна вместе планетой-хозяином находятся в пределах обитаемой зоны их звёздной системы, где умеренные температуры допускают наличие жидкой воды на твёрдой поверхности планет. Однако, поскольку оба тела считаются газообразными, они непригодны для жизни, по крайней мере в той форме, какая известна учёным.

Дальнейшие поиски будут нацелены на планеты размером с Юпитер, которые находятся дальше от своей звезды, чем Земля от Солнца. Идеальные планеты для поиска спутников расположены на широких орбитах с длительными и нечастыми транзитами на фоне диска звезды. В этом случае, например, Луну было бы не так сложно обнаружить из-за ее больших размеров.
В настоящее время в базе данных телескопа Кеплер есть только несколько таких планет. Независимо от того, подтвердят ли дальнейшие наблюдения существование спутника у планеты Кеплер-1625b, в будущем для поиска экзолун иных миров будет использоваться новейший космический телескоп Джеймса Уэбба, который способен производить наблюдения с гораздо большей детализацией, чем Кеплер.