Несмотря на взрыв открытий экзопланет с 1990-х годов, астрономы не подтвердили открытие ни одного экзомона (естественный спутник, который вращается вокруг экзопланеты или другого незвездного экстрасолярного тела). На самом деле, до сих пор было выдвинуто только около десятка кандидатов на экзомоны.
В 2018 году Дэвид Киппинг (Колумбийский университет) и Алекс Тичи (сейчас в Академии Синика, Тайвань) были первыми, предварительно сообщив о возможном спутнике Нептуна радиусом около 7800 световых лет от Земли: Kepler-1625 b-i. Теперь астрономы и другие коллеги объявили об открытии еще одного экзомона, опубликованного 14 января в журнале Nature Astronomy. Однако, как и прежде, они призывают к осторожности и необходимости дальнейших наблюдений.
Предполагаемый экзолун, обозначенный как Kepler-1708 b-i, был обнаружен на расстоянии 5700 световых лет, вращаясь вокруг планеты размером с Юпитер вокруг звезды, похожей на Солнце. Планета находится на орбите, подобной орбите Марса, на расстоянии около 1,6 астрономических единиц (a.u.). Ее Луна вращается на расстоянии около 12 планетарных радиусов, что аналогично расстоянию Европы от Юпитера. Однако, в отличие от Европы, Kepler-1708 b-i огромен, примерно в 2,5 раза больше Земли. Это означает, что Луна будет отличаться от любого спутника в нашей Солнечной системе.
“Я не уверен, какой будет фактическая композиция”, — говорит Киппинг. «Это может быть просто газ на всем пути вниз, шар океана или скалистая планета с тонкой водородной оболочкой — мы просто не знаем”.
Отправной точкой для открытия Киппинга и его коллег стало их исследование Кеплером 284 относительно близких планет. Оказалось, что только один экзомун-кандидат (Kepler-1625 b-i) заставил Киппинга задуматься, чаще ли большие луны встречаются вокруг планет, которые находятся дальше от своих звезд-хозяев.
Чтобы проверить эту идею, астрономы провели исследование холодных газовых гигантов в архиве Кеплера. После удаления неподходящих и некачественных данных у них осталось 70 планет, обнаруженных по меньшей мере дважды Кеплером. Затем они более подробно рассмотрели провалы в звездном свете, создаваемые планетами, когда они проходили по поверхности своих звезд, оставив только те провалы, которые лучше соответствуют сценарию «планета-луна».
Только три планеты прошли этот тест, но детальная проверка еще больше сократила число кандидатов. “В одном случае мы почти уверены, что это два звездных пятна, вызывающих модуляции в форме света, которые выглядят как луна”, — объясняет Киппинг. “Еще один случай, который мы смогли отклонить, потому что мы думаем, что на самом деле это как-то связано с инструментом”.
В качестве заключительной проверки команда создала поддельный сигнал, который соответствовал бы только планете-хозяину, и случайным образом ввела его в данные Кеплера звезды-хозяина, чтобы посмотреть, как часто они ошибочно утверждают, что присутствует экзомун. Когда они проделали это 200 раз, было всего два случая, когда данные ложно указывали на существование экзомуна.
“Есть вероятность 1%, что это просто данные, изменяющиеся по-настоящему злым образом, которые замышляют обмануть нас”, — объясняет Киппинг. ”Это и небольшое число, и неудобно большое». Чтобы подтвердить статус Kepler-1708 b-i (и действительно Kepler-1625 b-i) как экзомуна, Киппинг признает, что требуются дополнительные наблюдения.
“Это отличный анализ, но даже в этом случае это все еще просто кандидат”, — говорит Мэри Энн Лимбах (Техасский университет A&M), которая не участвовала в исследовании.
Однако новые наблюдения не будут сделаны в ближайшее время. «Кеплер» был выведен на пенсию в 2018 году, и самый мощный инструмент, доступный в настоящее время для проведения этих измерений, — недавно запущенный космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), — имеет большой объем подписки. Кроме того, 737-дневный год Kepler 1625 b означает, что он не пройдет перед своей звездой в 2022 году.
Заглядывая дальше в будущее, можно увидеть более радужные перспективы. Киппинг просматривает данные Кеплера, используя более продвинутую технику, чтобы обнаружить дополнительные экзолуны. Он также планирует использовать космический телескоп Хаббла или JWST для исследования небольших экзолуний размером с Европу или Ганимед.
“В течение следующего десятилетия в сети появится несколько телескопов, которые будут достаточно чувствительны для обнаружения экзомонов», — говорит Лимбах. В этот список входит Римский космический телескоп Нэнси Грейс, а также новый класс наземных обсерваторий — Extremely Large Telescope (Чрезвычайно большой телескоп), Giant Magellan Telescope (Гигантский телескоп Магеллана) и Thirty Meter Telescope (Тридцатиметровый телескоп). “Я думаю, что это, вероятно, ускорит работу на нескольких фронтах и может привести к подтверждению первого экзомуна в течение следующего десятилетия”.
