Давно не астрономи почали відкривати перші планети навколо інших зірок. Дивно, але потенціал для цього може бути не таким вже й далеко.
Перш ніж вивчити, як ми можемо виявити супутники далеких планет, астрономи повинні спершу спробувати зрозуміти, що вони можуть шукати. На щастя, це питання добре поєднується з швидко розвивається розумінням того, як формуються сонячні системи.
Загалом, існує три механізми, за допомогою яких планети можуть отримувати супутники. Найпростішим є те, що вони просто формуються разом з одного накопичувального диску. Інша полягає в тому, що масований удар може збити матеріал з планети, яка перетворюється на супутник, як вважають астрономи з нашим Місяцем. Деякі оцінки свідчать про те, що такі удари повинні бути частими, і стільки 1 з 12 планет Землі, як планета, можуть утворити таким чином місяці. Нарешті, супутник може бути захопленим астероїдом або кометою, як це можливо для багатьох лун Юпітера та Сатурна.
Кожен із цих випадків створює різний діапазон мас. Захоплені тіла, ймовірно, будуть найменшими, і це навряд чи буде виявлено найближчим часом. Очікується, що місяці, що створюються під впливом, зможуть утворювати тіла, що складають 4% від загальної маси планети, і як такі також досить обмежені. Найбільші місяці, як вважається, утворюються в дисках навколо формування Юпітера, як планети. Вони, найімовірніше, виявляються.
Перший метод, за допомогою якого астрономи можуть виявляти такі місяці, - це зміни, які вони внесли б у коливання зірки, що до цього часу використовувались для виявлення багатьох позасонячних планет. Астрономи вже вивчали, як пара бінарних зірок може впливати на бінарну систему зірок, можливо, на третій зірці вона орбіти. Якщо бінарну зірку поміняють на планету і місяць, то виявиться, що найпростіші системи для виявлення - це масивні місяці, віддалені від планети, але близькі до материнської зірки. Однак, за винятком крайніх випадків, кількість коливань, яку пара могла б викликати у зірці, настільки мала, що вона змогла б заграти конвективним рухом поверхні зірки, що робить виявлення за допомогою цього методу майже неможливим.
Астрономи почали виявляти велику кількість екзопланет транзитом, де планета спричиняє незначні затемнення. Чи могли астрономи виявити присутність лун таким чином? У цьому випадку межа виявлення знову базуватиметься на розмірі Місяця. В даний час Кеплер Очікується, що супутник виявить планети, подібні за масою до Землі. Якщо навколо супер-Джовіанської планети існують місяці, які також за розміром схожі на Землю, їх теж слід виявити. Однак утворити луни, такі великі, важко. Найбільший Місяць у Сонячній системі в Ганімеді, який становить 40% від діаметра Землі, що помітно знижує поточні пороги виявлення, але, можливо, досягає майбутніх місій на екзопланеті.
Однак пряме виявлення затемнень, спричинених транзитами, - не єдиний спосіб, яким транзити можуть бути використані для виявлення екзомонів. В останні кілька років астрономи почали використовувати коливання інших планет на тих, які вони вже виявили, щоб зробити висновок про існування інших планет у системі так само, як гравітаційний буксир Нептуна на Урані дозволив астрономам передбачити існування Нептуна раніше це було виявлено. Досить масивний Місяць може спричинити помітні зміни, коли розпочнеться і закінчиться транзит планети. Астрономи вже використовували цю методику, щоб розмістити обмеження маси потенційних лун навколо екзопланет HD 209458 та OGLE-TR-113b при 3 та 7 земних масах відповідно.
Перша виявлена екзопланета була виявлена навколо пульсару. Буксир цієї планети спричинив зміну регулярної пульсації пульсара. Пульсари часто б'ють сотні до тисяч разів за секунду і як такі є надзвичайно чутливими показниками наявності планет. Відомо, що пульсар PSR B1257 + 12 містить одну планету, що становить лише 0,04% від маси Землі, що значно нижче межі маси багатьох лун. Таким чином, зміни в цих системах, спричинені супутниками, були б потенційно виявними за сучасними технологіями. Астрономи вже використовували його для пошуку супутників навколо планети, що обертаються навколо PSR B1620-26, і виключали місяці понад 12% маси Юпітера в межах половини астрономічної одиниці (відстань між Землею та Сонцем або 93 мільйони миль) від планети .
Останній метод, за допомогою якого астрономи виявили планети, які потенційно могли бути використані для екзомонів, - це безпосереднє спостереження. Оскільки пряма візуалізація екзопланет була реалізована лише протягом останніх кількох років, цей варіант, ймовірно, все ще є відмовою, але майбутні місії, такі як Коронаграф Земного Планета, можуть поставити його у сферу можливостей. Навіть якщо Місяць не розв’язаний повністю, зміщення центру точки точки пари може бути виявлено за допомогою струмових інструментів.
Загалом, якщо вибух знань про планетарні системи триватиме, астрономи повинні мати можливість виявити екзомони найближчим часом. Можливість уже існує для деяких випадків, як пульсарські планети, але через їх рідкість статистична ймовірність знайти планету з досить великим Місяцем низька. Але оскільки обладнання продовжує вдосконалюватися, знижуючи поріги виявлення для різних методів, перші екзомуни повинні з’явитися до уваги. Безперечно, перші будуть великими. Це поставить питання про те, які види поверхонь та потенційно атмосфери вони можуть мати. У свою чергу, це надихне більше запитань про те, яке життя може існувати.
Джерело:
Виявлення лун позасонячних планет - Карен М. Льюїс
