Экзолуны являются горячей темой в научном сообществе, поскольку ни одна из них еще не подтверждена, и астрономы находят новые и творческие способы их идентификации. Но пока астрономы искали экзолуны, которые представляют собой экзопланеты, вращающиеся вокруг одиночных звезд, таких как наше Солнце, вопрос в том, могут ли существовать экзолуны вокруг экзопланет, вращающихся вокруг двойных звезд? Это следует из текущего исследования Астрофизический журнал Группа исследователей из Университета Тафтса изучила статистическую вероятность того, что экзолуны вращаются вокруг экзопланет с двумя звездами, также известных как циркумбинарные планеты (CBP). Это исследование может помочь исследователям лучше понять методы, необходимые для идентификации экзолунов в различных экзопланетных системах.
Здесь, Вселенная сегодня обсуждает это невероятное исследование с Бенджамином Р. Гордоном, студентом магистратуры по астрофизике в Университете Тафтса и ведущим автором исследования, о мотивации исследования, ключевых выводах, возможных последующих исследованиях и важности поиска экзолун. орбитальных CBP и какие из известных систем наиболее перспективны для идентификации экзолунов? Так какова же была мотивация этого исследования?
Гордон рассказывает Вселенная сегодня«Изначально мы были мотивированы несколькими идеями, но моим самым большим источником вдохновения была идея о том, что окружные планеты, вероятно, будут иметь большее минимальное расстояние, чем планеты с одной звездой, а это означает, что, вероятно, в «обитаемой зоне» будет больше околоземных планет. ». Следовательно, каждая луна этих планет, находящихся по окружности, может иметь потенциал для образования жизни, поскольку она может быть похожа по размеру на Землю, если планета очень большая. Это нетривиальный вопрос о том, будут ли спутники стабильны в этих хаотических системах из двух звезд и одной планеты, поэтому нам очень хотелось найти ответ!»
Для исследования исследователи использовали компьютерные модели, чтобы смоделировать, как экзолуны могут вращаться вокруг CBP в различных условиях экзопланетных систем, особенно при так называемом радиусе холма планеты, который представляет собой порог, при котором экзолуны начинают вращаться вокруг них. Исследователи провели моделирование на двух популяциях CBP и экзолунов: популяция 1, которая имела неограниченный планетарный радиус для экзолун; и Население 2, чей планетарный радиус был в три раза больше Земли и размером соответствующей экзопланеты, и все они представляют собой газовые гиганты, вращающиеся вокруг двойных звезд. Затем исследователи провели 390 компьютерных симуляций планет Населения 1 и 484 компьютерных моделирования планет Населения 2. Так каковы же были основные выводы исследования?
«Одним из наиболее важных открытий является то, что существует участок пространства параметров начальных условий нашей системы, который всегда приводит к стабильным экзолунам околоземных планет», — говорит Гордон. Вселенная сегодня. «Мы также обнаружили, что 30-40% стабильных лун находятся в обитаемой зоне, что является очень значительной долей. Мы также показываем, что сценарий миграции по диску для системы планета-луна является возможным путем формирования долгопериодических планет, а также объектов планетарной массы, свободно плавающих в космосе».
Цель охоты на экзопланеты — найти мир, похожий на Землю, размер которого, расстояние от звезды и состав атмосферы могли бы обеспечить подходящие условия для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. К сожалению, из 5806 подтвержденных экзопланет только 210 представляют собой каменистые миры, подобные нашему, причем более половины из этих подтвержденных экзопланет являются газовыми гигантами. Таким образом, идентификация экзолун, вращающихся вокруг CBP в пределах обитаемой зоны своей звезды, может быть многообещающей для потенциальной идентификации экзолун размером с Землю, вращающихся вокруг газовых гигантов, больших, чем Юпитер. Какие последующие исследования проводятся в настоящее время и что Гордон думает о важности потенциального обнаружения экзолун, вращающихся вокруг CBP?
«Было бы интересно изучить стабильность этих спутников, включая влияние наклона и многопланетных систем», — говорит Гордон. Вселенная сегодня. «Я также надеюсь подать заявку на использование телескопа в будущих миссиях, таких как римский телескоп Нэнси Грейс, для изучения циркумбинарных систем, подобных тем, которые мы видим в наших симуляциях со стабильными экзолунами, в настоящее время нет подтвержденных экзолунов, поэтому было бы замечательно найти их». вообще один! Если мы найдем один из них, вращающийся вокруг околоземной планеты, он может стать отличным кандидатом для дальнейшего поиска жизни с использованием JWST».
Как упоминалось ранее, существование экзолун не было подтверждено, но в настоящее время существует около двух десятков кандидатов на экзолуны, причем два из них недавно были опровергнуты на основе данных о транзите экзопланет, но эти результаты были опровергнуты как вероятные кандидаты всего несколько месяцев спустя (Kepler 1625b и Кеплер 1708b), а также два потенциально вулканически активных экзолуна, каждый из которых вращается вокруг «горячего Юпитера» (WASP-49b и HD 189733б). Из этих четырех HD 189733b находится в двойной звездной системе, причем первичная, вероятно, является звездой оранжевого карлика, вокруг которой вращается HD 189733b, а вторичная, вероятно, является звездой красного карлика.
Тогда возникает вопрос, а как насчет обитаемых экзолун, поскольку несколько лун в нашей солнечной системе демонстрируют доказательства наличия строительных блоков для жизни, какой мы ее знаем, в частности Европа, Титан и Энцелад, и все эти луны вращаются вокруг газовых гигантов далеко за пределами нашей Солнечной системы. обитаемая зона нашего Солнца. Если такие миры существуют в нашей Солнечной системе, подобные экзолуны могут также вращаться вокруг газовых гигантов в других солнечных системах. Тогда возникает вопрос: можем ли мы найти экзолуны, вращающиеся в пределах обитаемой зоны их звезды? Например, может ли газовый гигант, вращающийся в обитаемой зоне своей звезды, иметь экзолуны, подобные Земле? Итак, по мнению Гордона, какие известные системы наиболее перспективны для идентификации экзолунов?
«По моему мнению, одиночные звездные системы были бы самым простым способом подтвердить наличие экзолуны», — говорит Гордон. Вселенная сегодня. «Это связано с тем, что данные, используемые для различных предложенных методов обнаружения, гораздо более сложны для двойных звездных систем, чем для одиночных звезд, поскольку дополнительная звезда представляет собой еще один источник динамических взаимодействий. Например, уже существует проблема с поиском околодвойных планет». используя метод транзита, потому что транзиты не совпадают по фазе из-за флуктуаций времени прохождения из-за взаимодействия с двойной системой».
Гордон продолжает Вселенная сегодня«Попытка найти спутник на кривой блеска орбитальной планеты еще больше усложнила бы сложную задачу, в то время как экзопланетная кривая блеска одиночной звезды обеспечила бы более чистую отправную точку, где все кандидаты на данный момент открыты (Кеплер- 1625б и Кеплер- 1708б). Наши исследования показывают, что что касается экзолун, расположенных по окружности, лучше всего искать в системах с большим расстоянием между двойными звездами, поскольку стабильные спутники могут вращаться вокруг радиуса до 10% холма своей планеты (для сравнения, наша луна вращается вокруг около 26). . % радиуса холма Земли)».
Поскольку астрономы продолжают искать в небе явные доказательства того, что экзолуна, возможно, вращается вокруг экзопланеты, или CBP, технологии и методы поиска экзолун будут только улучшаться в будущем, особенно с вышеупомянутым римским телескопом Нэнси Грейс (обычно называемым римским телескопом). назначен). , который планируется начать с осени 2026 года по май 2027 года. Помимо поиска экзопланет с использованием метода гравитационного микролинзирования, Роман также будет изучать космические структуры в темной энергии, общей теории относительности и кривизне пространства-времени, находясь на орбите Солнце-Земля.2 Орбита расположена на противоположной стороне орбиты Земли от Солнца.
Сколько экзолун, вращающихся вокруг планет, расположенных по окружности, исследователи создадут в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!
Как всегда, продолжайте в том же духе и продолжайте искать!
