В 2012 году астрономы обнаружили газовый гигант, проходящий перед WASP-49A, звездой G-типа, расположенной примерно в 635 световых годах от Земли. Данные, полученные обзором WASP, показали, что эта экзопланета (WASP-49 b) представляет собой газовый гигант примерно такого же размера, как Юпитер, и на 37% массивнее. В 2017 году было обнаружено, что WASP-49 b имеет обширное облако натрия, что смутило ученых. Дальнейшие наблюдения в 2019 году с использованием Космический телескоп Хаббл обнаружил присутствие других минералов, в том числе магния и железа, которые, по-видимому, были магнитно связаны с газовым гигантом.
WASP-49 b и ее звезда состоят преимущественно из водорода и гелия с незначительными количествами натрия, которых недостаточно, чтобы объяснить это облако. Кроме того, не было никаких указаний на то, как это облако натрия было выброшено в космос. В нашей Солнечной системе выбросы газа из вулканического спутника Юпитера Ио создают аналогичное явление. В недавнем исследовании международная группа под руководством ученых из Лаборатории реактивного движения НАСА обнаружила потенциальное свидетельство существования скалистого вулканического спутника, вращающегося вокруг WASP-49 b. Хотя это еще не подтверждено, наличие вулканической экзолуны вокруг этого газового гиганта может объяснить присутствие этого натриевого облака.
Исследование возглавил Апурва Оза, бывший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА, а ныне научный сотрудник Калифорнийского технологического института. К нему присоединились коллеги из НАСА JPL и исследователи из Европейской южной обсерватории (ESO), Индийского института астрофизики, Института изучения экзопланет Калифорнийского технологического института/IPAC-NASA, Института науки и технологий Австрии (ISTA), Института изучения экзопланет Бирлы. Технологии и наука, а также несколько университетов. Статья, в которой подробно описываются их выводы, была недавно опубликована в журнале Астрофизические письма.
Ио — самое вулканическое тело в нашей Солнечной системе с сотнями действующих вулканов и обширными лавовыми образованиями. Эта активность является результатом приливного взаимодействия с мощным магнитным полем Юпитера, которое заставляет внутреннюю часть Ио изгибаться и сжиматься, создавая плотные потоки лавы, которые прорываются через поверхность. Эти вулканы извергают лаву на расстояние до 300 км (186 миль) в космос вместе с диоксидом серы, натрием, калием и другими газами, создавая массивное облако вокруг Юпитера, радиус которого в 1000 раз превышает радиус планеты.
Хотя наблюдения команды не обнаружили никаких экзолун непосредственно вокруг WASP-49 b, массивное натриевое облако может служить косвенным свидетельством существования вулканической луны, которая слишком мала и тусклая, чтобы ее можно было обнаружить. В течение многих лет Оза исследовал, как можно обнаружить экзолуны по их вулканической активности. Чтобы определить, так ли это было с WASP-49 b, он и его команда наблюдали за WASP-49 b с течением времени, используя спектрограф Echelle для скалистых экзопланет и стабильных спектроскопических наблюдений (ESPRESSO) на Очень Большом Телескопе ESO (VLT).
Это оказалось довольно сложной задачей из-за большого расстояния и того, что звезда, планета и облако часто перекрываются, из-за чего их очень трудно различить. Тем не менее, их наблюдения выявили несколько доказательств того, что за натриевое облако ответственно отдельное тело. Например, их наблюдения показали, что облако внезапно увеличилось в размерах во время двух наблюдений, что позволяет предположить, что оно пополнялось. Фактически, по их оценкам, облако пополняется со скоростью 100 000 кг (220 000 фунтов) в секунду.
Они также наблюдали, как облако двигалось быстрее планеты, предполагая, что оно было создано другим телом, вращающимся по орбите быстрее, чем планета. «Мы считаем, что это действительно важное доказательство», — сказал Оза. «Облако движется в направлении, противоположном тому, в котором, как говорит нам физика, оно должно было бы двигаться, если бы оно было частью атмосферы планеты». Их наблюдения также отметили кое-что интересное: WASP-49 b вращается вокруг своей родительской звезды каждые 2,8 дня. За это время облако появлялось и исчезало за звездой или планетой неравномерно.
Чтобы решить эту проблему, команда также использовала компьютерную модель, чтобы смоделировать присутствие экзолуны и сравнить ее со своими наблюдениями. Их результаты показали, что экзолуна с орбитальным периодом в восемь часов может объяснить движение и активность облака, в том числе то, как оно проходило перед планетой и через определенные промежутки времени исчезало и снова появлялось. Еще одним выводом из этого исследования было то, что оно говорит о возможном будущем экзолуны.
Если WASP-49 b по размеру похож на земную Луну, то, по оценкам Озы и его коллег, приливное взаимодействие с гравитацией планеты и ее быстрая потеря массы в конечном итоге приведут к ее распаду. «Если там действительно есть луна, у нее будет очень разрушительный конец», — сказал Оза. Хотя эти наблюдения интригуют, команда подчеркивает, что необходимы последующие наблюдения, чтобы узнать больше об орбите и структуре облака.
Дополнительная литература: НАСА, Астрофизические письма
