Поиск планет земного типа в других солнечных системах путем поиска лун

По словам астрономов из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, орбитальные спутники могут играть ключевую роль в сохранении обитаемости планет в течение длительного времени, и они определили метод их поиска.

«В нашей солнечной системе около 20 лун вращаются вокруг каждой планеты. Итак, мы подозревали, что вокруг планет есть спутники и в других системах. На самом деле нет причин, по которым их не должно быть », – сказал Зигфрид Эггл, профессор кафедры аэрокосмической техники UIUC.

Эггл сказал, что астрономы, использующие Большую миллиметровую решетку Атакамы, недавно наблюдали то, что, по их мнению, является свидетельством формирования луны вокруг внесолнечной планеты PDS 70c. Следующий шаг – поиск спутников вокруг планет с двумя звездами.

Некоторые планеты в других солнечных системах можно увидеть с помощью очень больших телескопов, таких как ALMA, обсерватория WM Keck на Гавайях или Европейская южная обсерватория в Чили, но полностью сформированные луны все еще слишком малы, чтобы их можно было обнаружить.

«Мы знаем, что они там. Нам просто нужно присмотреться. Но поскольку их так трудно увидеть, мы нашли способ обнаружить их по тому влиянию, которое они оказывают на планету, используя вариации времени прохождения ».

Эггл сказал, что они могут наблюдать, как планеты ведут себя на орбите, и сравнивать эти наблюдения с моделями с лунами и без них. «Мы знаем, что планеты, звезды и луны в нашей солнечной системе гравитационно взаимодействуют, как гигантская настольная игра», – сказал Эггл. «Луна приливно взаимодействует с Землей и замедляет собственное вращение, но Солнце тоже присутствует, притягивая обоих. Вторая звезда будет действовать как еще один внешний возмущающий фактор для системы ».

Эггль объяснил, что когда планета проходит перед звездой, звезда немного тускнеет. Луна, тянущаяся к планете, заставляет планету слегка покачиваться на своей орбите. Это колебание приводит к тому, что затемнение звезды происходит иногда раньше, а иногда позже. В двойной звездной системе дополнительные вариации времени прохождения связаны с вынужденными эллиптическими орбитами планеты и ее луны. В случае обнаружения эти изменения могут привести к дополнительному пониманию свойств системы.

Это похоже на доказательство наличия ветра, наблюдая за изгибом ветвей деревьев, Эггл сказал: «Это косвенное доказательство наличия луны, потому что ничто другое не могло повлиять на планету подобным образом».

Конечно, это предполагает, что планеты не теряли свои луны по пути.

«Сначала нам нужно было определить орбитальные резонансы в исследуемых нами системах», – сказал Эггл. «Когда луны и планеты имеют слегка эллиптические орбиты, они не всегда движутся с одинаковой скоростью. Чем эксцентричнее орбита, тем больше частот может быть возбуждено, и мы видим, что эти резонансы становятся все более и более важными. В какой-то момент возникнут перекрывающиеся резонансы, которые могут привести к хаосу в системе. Однако в нашем исследовании мы показали, что существует достаточно стабильной «недвижимости», чтобы заслужить тщательный поиск спутников вокруг планет в двойных звездных системах ».

Билли Куорлз, ведущий автор исследования, сказал: «Основное различие с двойными системами состоит в том, что звезда-компаньон действует как прилив на пляже, где она периодически входит и вытесняет берег. При более эксцентричной двойной орбите удаляется большая часть стабильной «недвижимости». Это может очень помочь в поисках спутников в других звездных системах ».

Суть Эггля в том, что наша солнечная система, вероятно, не такая особенная, как нам хотелось бы думать.

«Если мы сможем использовать этот метод, чтобы показать, что есть другие луны, то, вероятно, есть и другие системы, похожие на нашу», – сказал он. «Луна также, вероятно, имеет решающее значение для эволюции жизни на нашей планете, потому что без Луны наклон оси Земли не был бы таким стабильным, результаты которого пагубно сказались бы на стабильности климата. Другие рецензируемые исследования показали связь между лунами и возможностью сложной жизни ».