Астрономы всегда знали, что обнаружить луны вокруг планет за пределами Солнечной системы будет нелегко, но дебаты, которые сейчас ведутся в планетарных научных кругах, показывают, насколько сложным будет обнаружение этих так называемых экзолун.
История началась в 2018 году, когда астрономы, в том числе Дэвид Киппинг, доцент астрономии в Колумбийском университете, посчитали, что им удалось впервые обнаружить экзолун. Объект был обнаружен вокруг экзопланеты Kepler-1625b, юпитероподобного мира, расположенного примерно в 8 000 световых лет от Земли. Изначально она была обнаружена с помощью космического телескопа «Кеплер».
После предполагаемого открытия луна Kepler-1625b получила меткое название «Kepler-1625 b I». Позже она была подтверждена данными космического телескопа «Хаббл». Затем, в 2022 году, другая команда, также включающая Киппинга, обнаружила второй экзолун, на этот раз с помощью одного только космического телескопа «Кеплер». Предположительно, объект был замечен на орбите Kepler-1708 b, газового гиганта, расположенного примерно в 5400 световых годах от Земли, с массой в 4,6 раза больше массы Юпитера. Потенциальный второй экзолун имел название, схожее с первым: он был обозначен как «Kepler-1708 b I».
Несоответствие экзолун
Техника, использованная для обнаружения этих двух экзопланет, похожа на транзитный метод, который на сегодняшний день позволил обнаружить более 5000 планет в каталоге экзопланет.
Транзитный метод основан на обнаружении крошечного провала в свете, исходящем от родительской звезды планеты, который возникает, когда планета пересекает или «транзитирует» лицо этой звезды с нашей точки обзора в космосе. Тот же принцип применим и к экзолунам, хотя и в гораздо меньших масштабах. Если эти луны занимают правильное положение вокруг планеты, вокруг которой они вращаются, когда та проходит мимо своей звезды, это тоже должно вызвать падение света, хотя и более незначительное.
Такой мини-световой провал и есть та подсказка, которая позволила отнести Kepler-1625 b I и Kepler-1708 b I к команде сторонников экзолун. Однако, поскольку этот провал в световом потоке, вызванный транзитом экзолуна, настолько крошечный, его нельзя увидеть напрямую. Чтобы вычленить его из данных телескопа, требуются мощные вычислительные алгоритмы.
Киппинг говорит, что и его команда «за экзолуны», и команда Хеллера «»против экзолун» использовали одни и те же данные с одних и тех же телескопов, но исчезновение Kepler-1625 b I и Kepler-1708 b I может быть связано с тем, как команды обрабатывали эти данные с помощью используемых алгоритмов.
Киппинг рассказал, что команда «против экзолун» могла пропустить Kepler-1708 b I из-за программного обеспечения, которое они выбрали для анализа данных телескопов «Хаббл» и «Кеплер». Хотя это программное обеспечение связано с тем, которое использовали они и команда «за экзолуны», оно все же немного отличается.
«Программные пакеты, которые мы использовали, почти близнецы друг друга. Их пакет намного новее. Он существует всего пару лет, в то время как тот, который используем мы, существует уже около десяти лет, а может, и дольше», — объясняет Киппинг. «Истинный ответ заключается в том, что их алгоритм не может найти Луну. А не в том, что Луны нет в их данных».
Киппинг также предполагает, что команда «против экзолун» использовала свое программное обеспечение, которое обычно очень надежно, не в режиме по умолчанию, а в режиме, который чувствителен к количеству шагов, используемых для обработки данных. Это может объяснить, почему экзолуны были пропущены при расчетах.
Для Kepler-1625 b I Хеллер и его команда «против экзолун» предположили эффект, называемый «потемнением звездных конечностей», который означает, что края звезды темнее ее центра, что влияет на предполагаемый сигнал экзолун. Команда Хеллера утверждает, что потемнение звездного лимба на самом деле лучше объясняет наблюдения родительской звезды, чем потемнение, вызванное присутствием экзолуна.
Киппинг утверждает, что это не является веским аргументом против кандидатов в экзолуны, поскольку он и его команда «за экзолуны» уже учли такое потемнение лимба, когда впервые предложили существование Kepler-1625 b I.
«Мы учли потемнение лимба в первоначальной работе, так что не похоже, что мы облажались и забыли об этом, — объяснил он. «Я думаю, что эта дыра — своего рода красная селедка в моей книге; она не влияет на аргументы в пользу экзолун».
Ведущий исследователь группы по развенчанию экзолун, Рене Хеллер, ознакомился с ответной статьей Киппинга и его команды, но не склонен верить в существование Kepler-1625 b I и Kepler-1708 b I.
«Я не вижу ничего нового в этой статье, что могло бы изменить мое мнение о том, что Kepler-1625b и Kepler-1708b являются планетами без больших лун. Их новая статья в основном касается нашей работы и пытается найти слабые места в нашей линии рассуждений. Это естественный и очень желанный процесс в современной науке, хотя в данном случае я не вижу никакого значительного прогресса», — сказал Хеллер в интервью Space.com. «Я отвергаю идею опровержения их опровержения нашего опровержения их утверждений. Я думаю, что дискуссия остается нерешенной, и это нормально. Давайте двигаться дальше!»
С идеей двигаться дальше Хеллер и Киппинг согласны — по крайней мере, пока.
Неужели Kepler-1625 b I и Kepler-1708 b просто слишком «странные»?
Вся причина, по которой эти экзолуны были обнаружены транзитным методом, заключается в том, что они представляют собой огромные тела размером с мини-Нептун, диаметр которых может быть от 1,6 до 4 раз больше диаметра Земли. Если они там есть, то они огромны.
Киппинг считает, что именно это может сделать их слишком необычными, чтобы их можно было считать первым открытием экзолун.
«Я думаю, что к Kepler-1625 b I и Kepler-1708 b I относятся с большим подозрением, потому что они оба странные. Они обе похожи на луны размером с мини-Нептун, верно? И все спрашивают: «Кто это заказал? Как Вселенная может создавать такие странные вещи?» — сказал он. «И все эти споры ничем не помогут. Теперь они слишком повреждены».
Теперь Киппинг намерен использовать космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) для поиска экзолун, которые являются более близкими аналогами лун, наблюдаемых нами в Солнечной системе.
«Моя стратегия — и, возможно, это неправильная стратегия — заключается в том, чтобы посмотреть, сможем ли мы получить с помощью JWST несколько более знакомых лун, аналогов лун, которые есть в нашей Солнечной системе, таких как Ио и Европа», — сказал он. «Надеюсь, это укрепит уверенность в том, что мы видели эти экзолуны тогда и что они действительно интересны, и мы должны вернуться и посмотреть на них снова».
Киппинг ясно дает понять, что разногласия между выводами команды не отражаются плохо ни на одном из ученых, независимо от окончательного ответа, «экзолун» или «нет экзолуна». Напротив, это просто показывает, насколько сложной будет задача обнаружения лун вокруг планет за пределами Солнечной системы, пока не будут достигнуты значительные успехи в технологии телескопов.
«Это очень сложная работа, и я бы не стал делать вид, что это не так. Когда мы ищем экзолуны, мы ищем сигнал, который ни один из этих телескопов не способен обнаружить», — сказал он. «Мы думаем, что сможем получить от них такую науку. Но это подталкивает эти инструменты, особенно «Кеплер» и «Хаббл», к самому краю того, что они способны сделать».
«Поэтому решения, которые вы принимаете, и выбор того, как, какие алгоритмы вы используете, как вы обращаетесь с данными, могут сделать разницу между успехом и неудачей».
Киппинг считает, что эти разногласия между двумя командами дают ученым, занимающимся охотой на экзолуны, возможность сравнить методы и прийти к наилучшему подходу для охоты на эти крошечные далекие тела.
Остается надеяться, что усовершенствованный метод обнаружения экзолун однажды приведет к тому, что эти две группы талантливых и увлеченных ученых объединятся для обнаружения экзолун, с которыми они смогут договориться.
Нет комментариев