Недавно проведённое исследование в Лаборатории реактивного движения NASA выявило возможные признаки существования каменистой вулканической луны, вращающейся вокруг экзопланеты, находящейся на расстоянии 635 световых лет от Земли. Основным ключом к этому открытию стало натриевое облако, которое, по результатам, расположено близко, но его движение несколько асинхронно с экзопланетой, которая является газовым гигантом, крупнейшим из которых является Сатурн, известным как WASP-49 b. Однако для уверенности в наличии этой корреляции необходимы дополнительные исследования.
В нашей Солнечной системе выбросы газа со спутника Юпитера, Ио, создают сходный эффект. Хотя ни одна экзолуна пока не была подтверждена, существует несколько кандидатов на эту роль. Вероятно, такие спутники остаются незамеченными из-за их малого размера и слабого блеска, который недоступен для современных телескопов.
Натриевое облако около WASP-49 b было впервые замечено в 2017 году, привлекая внимание Апурвы Озы, который в то время работал в Лаборатории реактивного движения NASA, а сейчас является научным сотрудником в Калтехе. Оза посвятил годы изучению методов, позволяющих идентифицировать экзолуны по их вулканическим проявлениям.
Например, Ио, будучи самым вулканически активным телом в нашей системе, постоянно выбрасывает в окрестности диоксид серы, натрий, калий и иные газы, формируя колоссальные облака вокруг Юпитера, радиус которых может превышать 1000 радиусов этой планеты-гиганта. Вероятно, астрономы, исследующие другие звёздные системы, могут обнаружить подобное газовое облако, как у Ио, даже если сама луна слишком мала для прямого наблюдения.
WASP-49 b и её звезда состоят преимущественно из водорода и гелия с незначительной примесью натрия. Ни одно из этих тел не содержит такого количества натрия, чтобы объяснить существование облака, исток которого предположительно производит около 100 000 килограммов натрия в секунду. Даже если бы звезда или планета могли генерировать столько натрия, остаётся неясным, каким механизмом можно было бы его выбросить в космос.
Оза и его коллеги решили выяснить, может ли источником этого натриевого облака быть вулканическая экзолуна. Работы над этим вопросом оказались трудоёмкими, поскольку на таком значительном расстоянии звезда, планета и облако зачастую визуально сливаются и занимают одно крошечное пространство. Поэтому команда длительное время проводила наблюдения за системой.
Как сообщается в новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters, учёные обнаружили ряд свидетельств, указывающих на облако, которое вращается вокруг планеты, хотя для уверенности в его природе необходимы дальнейшие исследования. В частности, дважды наблюдалось, что облако внезапно расширялось, когда не находилось вблизи планеты. Учёные также заметили, что облако движется быстрее планеты, что маловероятно, если бы оно было частью атмосферы самой планеты.
Облако движется в противоположную сторону, чем подсказывают законы физики, если бы оно было частью атмосферы планеты.
Апурва Оза
Исследовательская группа будет продолжать долгосрочные наблюдения за системой для более точного определения орбиты и структуры облака. Для части исследования использовался Очень Большой Телескоп Европейской Южной Обсерватории в Чили. Соавтор исследования Джулия Зайдель, научный сотрудник обсерватории, подтвердила, что облако находится высоко над атмосферой планеты, аналогично газовому облаку, производимому Ио вокруг Юпитера.
Авторы работы также использовали компьютерное моделирование для оценки сценария наличия экзолуны и его сопоставления с наблюдениями. Экзопланета WASP-49 b делает полный оборот вокруг своей звезды каждые 2,8 дня, но облако проявляло себя по-разному, иногда появляясь позади звезды или планеты в нерегулярные интервалы. Согласно модели, Оза и его команда установили, что луна с восьмичасовой орбитой могла бы объяснить наблюдаемые колебания, причём иногда облако смотрится так, будто превышает планету и не связано с определённой её частью.
Обнаружение экзолуны было бы крайне редким явлением, и мы знаем, благодаря Ио, что вулканическая экзолуна — это вполне реально.
Розали Лопес, планетарный геолог из JPL, соавтор исследования
На Земле вулканы активизируются за счёт внутреннего тепла, оставшегося до настоящего времени. На Ио активность вулканов обуславливается силой притяжения Юпитера, которая периодически сжимает спутник при его приближении, а затем ослабляет его при удалении. Это приводит к нагреву внутренней части луны, известному как приливный вулканизм.
Если у WASP-49 b действительно есть спутник, сравнимый по размеру с нашим собственным, Оза и его команда предполагают, что быстрая потеря массы в сочетании с воздействием гравитации планеты всё же может привести к его распаду. Если подтверждением существования вулканической луны в том облаке станет луна, это станет значительным вкладом в области астрономических и планетных исследований.
Оза и его команда намерены продолжить наблюдения за системой WASP-49 b в стремлении выявить дополнительные данные, которые либо подтвердят, либо опровергнут гипотезу о существовании луны у данной экзопланеты.
Источник: iXBT
