Исследование загадки космических тайн: новое представление о массивных экзолунах

к Сантьяго Фернандес
5 Комментарии
Exomoon Discovery

Открытие гигантских экзолунов в окрестностях Kepler-1625b и Kepler-1708b бросило тень неопределенности.

Так же, как широко признано, что звезды в нашем Млечном Пути окружены планетами, идея о лунах, вращающихся вокруг этих далеких экзопланет, должна показаться правдоподобной. Однако поиск этих спутников оказался сложной задачей. Из более чем 5300 известных экзопланет только у двух было подтверждено наличие спутников. Недавний анализ данных подчеркивает нюансированную природу научных результатов, показывая, что за каждым утверждением скрывается определенная степень неопределенности, сродни напряженным повествованиям.

Углубляясь в исследование Exomoon

Предыдущие наблюдения Kepler-1625b и Kepler-1708b космическими телескопами «Кеплер» и «Хаббл» первоначально выявили намеки на существование этих неуловимых экзолунов. Однако недавнее исследование ставит под сомнение эти более ранние утверждения. Исследователи из Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы и Обсерватории Зонненберга, расположенных в Германии, сообщают в журнале Nature Astronomy, что интерпретации, указывающие на существование экзолун, могут быть менее достоверными, чем считалось ранее.

Для проведения исследования ученые использовали недавно разработанный компьютерный алгоритм под названием «Пандора», предназначенный для ускорения поиска экзолунов. Они также размышляли о типах экзолун, которые теоретически могли бы обнаружить современные космические астрономические наблюдения, и результаты оказались весьма неожиданными.

Экзолуны: видимая редкость

В нашей Солнечной системе планеты часто сопровождаются одним или несколькими спутниками, за исключением Меркурия и Венеры. Например, газовый гигант Сатурн может похвастаться впечатляющими 140 естественными спутниками. Следовательно, ученые экстраполируют, что планеты в далеких звездных системах также могут иметь спутники. Однако окончательные доказательства наличия экзолун существуют только для двух планет — Kepler-1625b и Kepler-1708b. Нехватка таких находок неудивительна, учитывая, что эти далекие спутники значительно меньше планет-хозяев, что делает их исключительно сложным для обнаружения. Более того, анализ обширных данных наблюдений тысяч экзопланет в поисках свидетельств о Луне является трудоемким занятием.

Пандора: алгоритм поиска экзолун

Чтобы упростить и ускорить этот поиск, исследователи полагаются на свой специальный поисковый алгоритм Pandora. Этот алгоритм, опубликованный в прошлом году и доступный для использования всеми исследователями в виде открытого исходного кода, дал поразительные результаты при применении к данным Kepler-1625b и Kepler-1708b.

Доктор Рене Хеллер, ведущий автор исследования, отмечает: «Мы хотели бы подтвердить открытие экзолун вокруг Кеплера-1625b и Кеплера-1708b, но, к сожалению, наш анализ показывает обратное».

Разгадка небесной игры в прятки

Кеплер-1625b, планета, похожая на Юпитер, попала в заголовки газет пять лет назад, когда исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке представили убедительные доказательства наличия массивной луны на ее орбите. Однако последующие исследования представили космическую версию пряток, поскольку кандидат на экзолуну, по-видимому, исчез из данных Кеплера только для того, чтобы снова появиться во время дальнейших наблюдений с помощью космического телескопа Хаббл. В прошлом году исследователи из Нью-Йорка сообщили о наличии еще одной колоссальной луны, вращающейся вокруг Kepler-1708b, превосходящей Землю по размерам.

Обнаружение экзолун: сложная задача

Доктор Рене Хеллер подчеркивает сложность прямого наблюдения экзолун, учитывая их огромное расстояние от Земли, даже с помощью самых современных телескопов. Вместо этого телескопы фиксируют изменения яркости далеких звезд, создавая временной ряд, известный как кривая блеска. Исследователи исследуют эти кривые блеска в поисках признаков лун. Когда экзопланета проходит перед своей звездой с точки зрения Земли, это вызывает небольшое уменьшение яркости звезды — явление, известное как транзит. Экзолуна, сопровождающая планету, также вызовет аналогичное затемнение, хотя и более слабое.

Более того, взаимодействие Луны и планеты, вращающихся вокруг общего центра тяжести, порождает сложную картину затемнения. Необходимо учитывать дополнительные факторы, такие как затмения планет и лун, изменения яркости звезды и другие источники шума во время измерений телескопом.

Чтобы обнаружить экзолуны, исследователи из Нью-Йорка и их немецкие коллеги сгенерировали миллионы смоделированных кривых блеска, охватывающих различные размеры планет и лун, орбитальные расстояния и ориентации. Впоследствии алгоритм сравнил эти смоделированные кривые блеска с наблюдаемыми данными, чтобы определить наилучшее совпадение. Исследователи из Геттингена и Зоннеберга использовали свой алгоритм Pandora с открытым исходным кодом, который оказался значительно быстрее предыдущих алгоритмов в решении этой сложной задачи.

Никаких следов лун

Что касается Kepler-1708b, немецкие исследователи пришли к выводу, что сценарии без луны могут объяснить данные наблюдений так же эффективно, как и сценарии, включающие луну. Майкл Хиппке из обсерватории Зоннеберг и соавтор исследования утверждает: «Вероятность обращения луны вокруг Kepler-1708b явно ниже, чем сообщалось ранее. Данные не предполагают существования экзолуны вокруг Кеплера-1708b».

Ситуация с Kepler-1625b ничем не отличается. Предыдущие наблюдения с помощью телескопов «Кеплер» и «Хаббл» зафиксировали транзиты планеты перед своей звездой. Немецкие исследователи утверждают, что мгновенное изменение яркости звезды по всему диску, известное как потемнение лимба звезды, существенно влияет на предполагаемый сигнал экзолуны.

Сложная природа потемнения к краям, варьирующаяся в зависимости от того, наблюдалось ли это с помощью телескопа «Кеплер» или телескопа «Хаббл», из-за их чувствительности к разным длинам волн света, привела исследователей к выводу, что их моделирование этого эффекта дает более убедительное объяснение данным, чем наличие массивной экзолуны.

Их обширный анализ также показывает, что алгоритмы поиска экзолуны часто дают ложноположительные результаты. В таких случаях, как кривая блеска Kepler-1625b, уровень ложных срабатываний оценивается примерно в 11 процентов. Доктор Хеллер комментирует: «Предыдущее заявление наших коллег из Нью-Йорка об экзолуне было результатом поиска спутников вокруг десятков экзопланет. По нашим оценкам, ложноположительный результат вовсе не удивителен, но почти ожидаем».

Необычные спутники

Используя свой алгоритм, исследователи также спрогнозировали типы экзолун, которые можно было бы точно обнаружить по кривым блеска космических миссий, таких как PLATO. Их анализ показывает, что с помощью современных технологий можно будет различить только исключительно большие спутники на широких орбитах вокруг своих планет. Эти спутники, по сравнению со знакомыми лунами в нашей Солнечной системе, были бы нетипичными: их размер был бы как минимум в два раза больше Ганимеда, крупнейшего спутника Солнечной системы и почти такого же размера, как Земля.

Доктор Хеллер прогнозирует: «Первые экзолуны, обнаруженные в ходе будущих наблюдений, например, в ходе миссии ПЛАТОН, несомненно, будут экстраординарными и, следовательно, очень интригующими для изучения».

Ссылка: «Большие экзолуны маловероятны вокруг Кеплера-1625 b и Кеплера-1708 b», Рене Хеллер и Майкл Хиппке, 7 декабря 2023 г., Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-02148-w

Часто задаваемые вопросы (FAQ) об Exomoon Discovery

Какова основная тема этого текста?

Основной темой этого текста является исследование экзолун с акцентом на сомнениях, возникших в отношении открытия экзолун вокруг Кеплера-1625b и Кеплера-1708b.

В чем значение открытия экзолун?

Открытие экзолун имеет большое значение, поскольку оно дает представление о разнообразии небесных тел в далеких звездных системах и углубляет наше понимание планетных систем за пределами нашей.

Как проводились наблюдения Kepler-1625b и Kepler-1708b?

Наблюдения за этими экзопланетами проводились с помощью космических телескопов «Кеплер» и «Хаббл», которые обнаружили тонкие изменения в яркости родительских звезд, известные как кривые блеска, для идентификации потенциальных экзолунов.

Что такое алгоритм Пандоры, упомянутый в тексте?

Алгоритм Пандоры — это специальный компьютерный алгоритм, разработанный исследователями для оптимизации и ускорения поиска экзолун путем анализа кривых блеска и сравнения их с смоделированными данными.

Каковы проблемы обнаружения экзолунов?

Обнаружение экзолун является сложной задачей, поскольку они расположены далеко и намного меньше планет-хозяев, что затрудняет их непосредственное наблюдение. Исследователи должны полагаться на сложный анализ кривых блеска и учитывать различные факторы, такие как затемнение кромок и другие источники шума.

Почему подвергается сомнению наличие экзолунов вокруг Kepler-1625b и Kepler-1708b?

Наличие экзолун вокруг этих планет подвергается сомнению из-за неопределенности данных наблюдений и возможности ложноположительных результатов, генерируемых алгоритмами поиска экзолун.

Какие типы экзолунов можно обнаружить с помощью современных технологий?

Анализ показывает, что с помощью современных технологий можно будет обнаружить только исключительно большие экзолуны, находящиеся на широких орбитах вокруг своих планет, и эти спутники будут значительно больше, чем спутники в нашей Солнечной системе.

Каковы перспективы будущих открытий экзолуны?

Ожидается, что будущие наблюдения, например, в ходе миссии PLATO, откроют необычайные и уникальные экзолуны, что еще больше расширит наши знания о небесных телах в далеких звездных системах.

Подробнее об Эксомун Дискавери

Вам также может понравиться

5 Комментарии

ЛюбопытныйДжордж 1ТП2Т - 1ТП3Т

экзолуны редки, кто знал?

Отвечать
Космический Эксплорер22 1ТП2Т - 1ТП3Т

экзолуны звучат увлекательно, нужно больше информации об алгоритме Пандоры

Отвечать
СтарГазер_99 1ТП2Т - 1ТП3Т

kepler-1625b — это довольно сложно, но круто!

Отвечать
Читатель123 1ТП2Т - 1ТП3Т

вау, столько громких слов, это серьезные вещи

Отвечать
ТайпоХантер 1ТП2Т - 1ТП3Т

много опечаток, требуется корректура!

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский