Вопрос обнаружения экзолун все еще открыт

Астрономы всегда знали, что обнаружить спутники вокруг планет за пределами солнечной системы будет непросто, но дебаты, которые в настоящее время бушуют в кругах планетологов, показывают, насколько сложным будет обнаружение этих так называемых экзолун.

История начинается в 2018 году, когда группа астрономов под руководством Дэвида Киппинга, доцента астрономии Колумбийского университета, поверили, что они впервые обнаружили экзолуну. Объект был обнаружен вокруг экзопланеты Kepler-1625b, планеты, подобной Юпитеру, расположенной примерно в 8000 световых годах от Земли. Первоначально он был замечен космическим телескопом Kepler.

После предполагаемого открытия спутник Kepler-1625b был метко назван "Кеплер-1625 b I." Позже это открытие было дополнительно подтверждено данными космического телескопа Хаббл. Затем, в 2022 году, другая команда, но тоже включающая Киппинга, обнаружила вторую экзолуну, на этот раз только с помощью космического телескопа "Кеплер". Предположительно, этот объект был замечен на орбите Kepler-1708 b, газового гиганта, расположенного примерно в 5400 световых годах от Земли и имеющего массу, в 4,6 раза превышающую Юпитер. Потенциальная вторая экзолуна имела название, похожее на первую - Кеплер-1708 b I."

Методика, используемая для обнаружения этих двух экзолун, аналогична методу транзита, который на сегодняшний день позволил обнаружить более 5000 экзопланет.

Метод транзита основан на обнаружении крошечного провала в свете, исходящем от родительской звезды планеты, возникающего при пересечении или "транзите" поверхности этой звезды с нашей точки наблюдения в космосе. Тот же принцип применим и к экзолунам, хотя и в значительно меньших масштабах. Если эти луны находятся в точно правильном положении вокруг планеты, по орбите которой они вращаются, когда эта планета проходит мимо своей звезды, это тоже должно вызвать снижение освещенности, хотя и более незначительное.

Однако такое небольшое падение освещенности является ключом, который подсказал команде pro-exomoon существование Kepler-1625 b I и Kepler-1708 b I.

Однако, это падение светового потока, вызванное прохождением экзолуны, настолько крошечное, что его невозможно увидеть напрямую. Вместо этого требуются мощные вычислительные программные алгоритмы, чтобы извлечь его из данных телескопа.

Другая команда ученых, перепроверявшая первоначальные результаты предположили наличие эффекта, называемого "затемнением лимба звезды", который означает, что края звезды темнее, чем ее центр, что влияет на предполагаемый сигнал экзолун. Таким образом потемнение лимба звезды на самом деле лучше объясняет наблюдения родительской звезды, чем потемнение, вызванное присутствием экзолуны.

Киппинг возразил на эти выводы, что он и его команда "сторонников экзолун" уже учитывали такое затемнение, когда они впервые предположили существование Kepler-1625 b I.

Ведущий исследователь команды по разоблачению экзолун Рене Хеллер ознакомился с ответной статьей Киппинга и команды, но не склонен верить, что Kepler-1625 b I и Kepler-1708 b I существуют.

"Я не вижу в статье ничего нового, что изменило бы мое мнение о том, что Kepler-1625b и Kepler-1708b являются планетами без больших спутников. Их новая статья посвящена в основном нашей работе и пытается найти слабые места в наших рассуждениях. Это естественный и очень желанный процесс в современной науке, хотя в данном случае я не вижу какого-либо существенного прогресса, - сказал. - Я думаю, что дебаты остаются нерешенными, и это нормально. Давайте двигаться дальше!"

Основная причина, по которой эти экзолуны были обнаружены методом транзита, заключается в том, что они представляют собой огромные тела размером с мини-Нептун, диаметр которых может быть в 1,6-4 раза больше Земного. Если они там есть, то они огромные.

Теперь Киппинг намерен использовать космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) для поиска экзолун, которые являются более близкими аналогами лун, которые мы видим в пределах солнечной системы.

"Моя стратегия, и, возможно, это неправильная стратегия - давайте посмотрим, сможем ли мы получить более знакомые спутники с помощью JWST, аналоги лун, которые у нас есть в нашей солнечной системы, таких как Ио и Европа, - сказал он. - Надеюсь, это укрепит уверенность в том, что мы зафиксировали эти экзолуны".