Луны являются нормой в нашей Солнечной системе. Международный астрономический союз признает существование 288 спутников планет, и их количество продолжает открываться. У Сатурна целых 146 спутников. У каждой планеты, кроме Меркурия и Венеры, есть спутники, а отсутствие спутников объясняется их небольшими размерами и близостью к Солнцу.
Кажется разумным, что вокруг экзопланет в других Солнечных системах есть спутники, и теперь мы собираемся начать их искать с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба.
Лаборатория прохладных миров является частью факультета астрономии Колумбийского университета и возглавляется доцентом Дэвидом Киппингом, известным британско-американским астрономом. Лаборатория специализируется на холодных экзопланетах с широкими орбитами вокруг звезд. «В этом режиме орбитальная динамика и химия атмосферы отличаются от своих горячих аналогов, а потенциал для спутников, колец и обитаемости увеличивается», — говорится на веб-сайте лаборатории. Экзолуны вокруг этих планет находятся в центре внимания Лаборатории, а Киппинг является автором и соавтором нескольких статей об экзолунах.
В мире астрономии ведется много активных дискуссий об экзолунах, о том, как их найти и как их подтвердить. В настоящее время нет подтвержденных экзолун, есть только список кандидатов, некоторые из которых должны находиться в обитаемых зонах, если они реальны.
Киппингу и его команде удалось получить некоторое время для наблюдений JWST для поиска экзолуны. Еще в феврале его предложение было отобрано. «Мы очень долго надеялись найти экзолуны», — говорит Киппинг в видеоролике на YouTube, объявляющем о начале наблюдений JWST, добавляя, что экзолуны были «непрерывной нитью в моей карьере».
Теперь Киппинг и Лаборатория крутых миров получили возможность использовать самый мощный в мире космический телескоп для наблюдения за экзопланетой под названием Кеплер-167e. Сам Киппинг нашел эту планету около 10 лет назад, и есть в ней что-то особенное. Это аналог Юпитера и очень редкий пример долгопериодического транзитного газового гиганта. Поскольку у Юпитера очень много спутников, Киппинг и другие утверждают, что у Kepler-167e также есть сильные спутники.
Планета проходит мимо своей звезды только раз в три года, и следующий транзит происходит прямо сейчас. Фактически, оно началось вчера утром, и JWST наблюдал за ним от имени Cool Worlds Lab. JWST предоставил лаборатории 60 часов — 2 с половиной дня — времени для наблюдений. Эти наблюдения происходят прямо сейчас, и если все пойдет хорошо, мы можем впервые обнаружить экзолуну.
Данные этих наблюдений являются эксклюзивными для Cool Worlds Lab в течение одного года. «У нас есть год, прежде чем данные станут общедоступными, и это вполне нормально для данных JWST», — сказал Киппинг.
Киппинг говорит, что им следует быть осторожными при получении первых результатов. «Я был в такой ситуации много раз. Вы получаете данные в первый же день. Вы видите провал и говорите: «Вот и все. Мы там. У нас есть луна. Но через несколько недель или месяцев это может оказаться нереальным. «Поэтому мы не хотим преждевременно вызывать волнение людей», — сказал он.
Искать экзолуны чрезвычайно сложно, и Киппинг предпринял попытку найти их в данных Кеплера. «За наше время мы исследовали, вероятно, порядка 300 или 350 экзопланет, и за весь этот анализ выявились только два реальных кандидата», — сказал Киппинг в интервью Фрейзеру Кейну ранее в этом году. Одним из кандидатов был Kepler-1625 b, и даже тогда у них были лишь «минимальные намеки на данные Кеплера о том, что там что-то есть», сказал он.
Киппинг рассказал Universe Today, что «мы действительно доводим эти наборы данных до предела, чтобы хотя бы получить эти сигналы».
Но данные JWST должны быть более надежными, чем данные Кеплера. «Кеплер» был автоматизированным обзором, а JWST — совсем другое дело. Кеплер имел фиксированное поле зрения и главное зеркало диаметром всего 0,95 метра. Его единственной задачей было обнаружение экзопланет, проходящих перед своими звездами. JWST имеет 6,5-метровое зеркало, несколько инструментов, включая камеры и спектрографы, а также систему фильтров. Как известно почти каждому, он гораздо более эффективен, чем Кеплер.
Киппинг надеется, что JWST сможет обнаружить такие маленькие спутники, как Ганимед и Каллисто. Есть шанс, что JWST обнаружит внезапную экзолуну, и это станет ясно всем. «Это сценарий мечты», — говорит Киппинг. Однако этот набор наблюдений будет богат с научной точки зрения независимо от того, обнаружат они экзолуну или нет, потому что JWST сможет измерять и другие характеристики планеты.
«Но есть и сценарий, при котором мы ничего не видим», — сказал Киппинг. Если это произойдет, это также будет важным открытием. «По сути, нам придется разорвать учебник», — сказал Киппинг. «Если мы не увидим Титан, если мы не увидим Ганимед, мы не увидим Каллисто, это говорит нам о чем-то очень важном в формировании Луны, возможно, о том, что наша Солнечная система особенная».
Это отражает то, что мы привыкли говорить об экзопланетах. До миссии «Кеплер», которая обнаружила более 2500 экзопланет, мы не были уверены, было ли население планет нашей Солнечной системы нормальным или необычным. Теперь мы знаем, что экзопланеты, вероятно, вращаются вокруг каждой звезды. (Хотя наша Солнечная система по-прежнему особенная.)
Возможно, мы находимся на пороге открытия экзолуны, как и до запуска Кеплера. Наблюдения за экзолуной в лаборатории Cool Worlds Lab — это лишь одна из пяти попыток наблюдения за экзолуной, одобренных JWST, и JWST — не единственный телескоп, который будет их искать. Предстоящая миссия ЕКА PLATO (Планетарные транзиты и колебания звезд) будет изучать экзопланеты в обитаемых зонах вокруг звезд, подобных Солнцу, а также обнаружит экзолуны.
Киппинг кипит от энтузиазма по поводу наблюдений JWST за Kepler-167e. Он открыл планету, и если бы он и его команда смогли найти вокруг нее первую подтвержденную экзолуну, это было бы настоящим достижением.
«Это потрясающая возможность, поскольку нам предстоит потенциально проверить некоторые давние теории», — сказал Киппинг, добавив, что это также «мечта, которую я мечтал на протяжении всей своей карьеры».
Для получения обновлений о наблюдениях следите за Cool Worlds на YouTube.
