Astronomové ještě musí najít nevyvratitelný důkaz pro jakékoli přírodní satelity exoplanet-takzvané exomony-ale jako jako Okolní důkaz hromadí se a seznam kandidátů roste, zdá se, že objev skutečné modré exomoon hromadí na obzoru.
Nejnovější nárok na kouření-kukuřice se týká potenciálního exomoonu, který může vybuchnout, aby se na jeho hostitelskou planetu a kolem jeho hostitelské planety chrlil. Astronomové pomocí James Webb Space Telescope James Webb NASA identifikovali oblak plynu v blízkosti plynového gigantu exoplanetu WASP-39B, který může pocházet z doprovodného satelitu. Ale i kdyby se tento údajný lunární společník ukázal jako iluzorní, tato nová metoda sledování záhadných zdrojů nevysvětlitelného materiálu kolem obřích exoplanetů by se mohla stát definitivní cestou pro budoucí nálezy Exomoon.
Od svého objevu v roce 2011 je WASP-39B pro astronomy častým cílem; Velká velikost, krátkodobá oběžná dráha planety a stinná dráha (překročení tváře své hvězdy, jak je vidět ze Země), je příznivá pro podrobnější studie. V 2023 vědci oznámili detekci oxidu siřičitého v atmosféře planety. Nyní nový studie předtiškupřijaté k publikaci v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti, zpochybňuje některé podrobnosti o tomto závěru. Zdroj oxidu siřičitého, tvrdí, že tato nová studie je hypervolcanický exomoon, podobný mnoha způsoby Jupiterova satelitní io. Ioiny vnitřnosti, které jsou chyceny v gravitačním přetahování mezi Jupiterovou intenzivní gravitací a těmito velkými velkými měsíci.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Pro tento exoplanet a jeho domnělý měsíc by byl tento proces „téměř totožný s procesem IO (a Jupitera), kromě toho, že (WASP-39B) je velmi blízko hvězdě,“ říká Apurva Oza z Kalifornského technologického institutu, který vedl novou studii. „Hvězda to opravdu vaří, gravitačně a tepelně.“
Exo-io?
Nejvíce vulkanicky aktivní tělo ve sluneční soustavě IO vysune materiál, který je potom Jupiterovou magnetosférou zametá do prostoru rychlostí zhruba tuny za sekundu. Výsledkem je torus plynu, prachu a dalších trosek, které se táhnou kolem Jupiteru, neustále doplňované IO nepřetržitými erupcemi.
V 2006 Vědci předpokládali, že podobné mraky kolem exoplanetů by mohly odhalit přítomnost měsíců. Oza začala pracovat s jedním z těchto vědců o několik let později, vzhledem k tomu, jak by se sodík mohl stát „majákem pro exomony a vyměnění“. V 2019 On a jeho kolegové spojili seznam potenciálních cílů, které mají upřednostňovat lov takových majáků. WASP-39B byl jedním z uchazečů.
Ačkoli JWST byl první, kdo spatřil oxid siřičitý kolem WASP-39B, i další observatoře, jako je NASA’s Hubble Space Telescope a velmi velký dalekohled Evropské jižní observatoře v severním chile, detekovaly také sodík a draslík. Oza a jeho kolegové spojili všechna pozorování a sledovali, jak se lišili po více než deset let. Spíše než být jednotné a jednoznačně spojené se samotným WASP-39B, kolísající signály sloučenin naznačovaly epizodické chování Ozu a jeho kolegům, zatímco složení naznačovalo vnější zdroj.
„Skutečnost, že se tyto konkrétní druhy liší, opravdu ukazuje na něco, co je spíše solidní tělo, jako by byl měsíc,“ říká Kurt Retherford, planetární vědec v jihozápadním výzkumném ústavu v San Antoniu v Tex. Na různých profesionálních setkáních v posledních letech se Retherford stal přetrvávajícím kritikem preferované techniky lovu exomoonů Oza, který se objevil na Ozových rozhovorech, aby položil těžké skeptické otázky.
To se však mohlo přesunout od doby, kdy Oza představila výzkum o WASP-39B minulý měsíc na společné konferenci Europlanet Science Congress/Division of Planetary Sciences (EPSC-DPS) v Helsinkách ve Finsku.
„Než jsem viděl jeho řeč, naklonil bych se více k planetě samotné“ jako pravděpodobný zdroj oxidu siřičitého, říká Retherford. Nyní však změnil názor. Externí, neplanetární zdroj pro podivné odečty z WASP-39B je rozumnější, říká, „možná s tím, že exomoon je nejlepším vysvětlením dat, jak to právě teď.“
Lovecké exomony
Oza a jeho tým již aplikují techniku kolem jiných hvězd. Už našli další tranzitní svět, WASP-49AB, myslí si, že je silným kandidátem, který bude hostit exomoon. Stejně jako jeho sourozenec je Wasp-49b „horký Jupiter“-plynový gigant obíhající velmi blízko své hvězdy. Hvězda obíhá oblak sodíku obíhá v záchvatech a prasknutích, které naznačují erupce. Tato studie byla zveřejněna minulý rok v Astrofyzikální dopisy.
Nedávno spolupracovník a spoluautor OZA o nové studii Athira Unni z Kalifornské univerzity, Santa Cruz, uvolněná měření pohybu samotného plynu kolem WASP-49B, citování rychlé rychlosti kolem systému jako vodítko vůči původu je spíše sopečný satelit než hvězdné erupce nebo jiné astrofyzikální zdroje. Zdá se, že tato měření naznačují měsíc s osmihodinovou oběžnou dráhou kolem jeho hostitelské planety, podle Oza. Pokud by pozorování rychlosti plynu kolem WASP-39b odhalila podobné vzorce, Retherford spekuluje: „To by byla kuřácká zbraň jako exomoon.“
Kompozitní pohled na Jupiter a jeho sopečný měsíc IO, sestavený z obrázků zachycených kosmickou lodí NASA během jeho Jupiter Flyby na začátku roku 2007.
Signály však nejsou úplně jednoznačné. Všechny cíle na seznamu Oza 2019 jsou horké Jupiters. WASP-39B je o velikosti Saturn a biče kolem své sluneční hvězdy jednou za čtyři dny; Tato grilování na oběžné dráze zahřívá denní planety na 1 430 stupňů Fahrenheita (776 stupňů Celsia). WASP-49AB oběžné dráhy každých 2,8 dne a je ještě teplejší. Většina astronomů si myslí, že tito spalující obři se vytvořili dále od své hvězdy a poté migrovali dovnitř.
To způsobuje některé problémy, pokud jde o satelity.
Planety se tvoří z disku plynu a prachu, který obklopuje novorozenou hvězdu, a předpokládá se, že měsíce se obvykle vynořují z dregů, které zůstaly z narození planety. Obří planety se spojí dále v chladnějších oblastech natálních disků jejich hvězd, kde jsou hojnější led a plyn; Horké Jupiters se předpokládá, že byli vrženi dovnitř brzy po jejich formaci. Jejich měsíce by se pravděpodobně vytvořily vedle nich. Ale chaos, který kopne horké Jupitery dovnitř, by však s největší pravděpodobností zbavil jejich satelitů, podle Davida Kipping, astronom lovu exomoon na Columbia University.
„Můžeme vymyslet spoustu věrohodných způsobů, jak se ztratit Měsíc,“ říká Kipping. „Držení toho je těžké.“
Kolega Exomoon Hunter René Heller z Institutu Max Planck Institute pro výzkum sluneční soustavy v Německu Göttingen je na této frontě méně skeptický. Tvrdí, že kolem našeho vlastního slunce se pravděpodobně stala méně extrémní vnitřní migrace a že Jupiteru a Saturnovi se podařilo přinést své největší měsíce na jízdu. „Naše sluneční soustava působí jako příklad pro pohyb věcí dovnitř a přenášení jejich měsíců spolu s nimi,“ říká Heller.
Heller je více znepokojen tím, jak blízko by Měsíc musel obíhat kolem WASP-39B, aby se vyhnul svlékání hvězdou. Podle analýz OZA by vybuchující koule musela být v rámci jednoho planetárního poloměru od WASP-39B-prakticky sklouznutí cloudových vrcholů planety. To je jemná linie, která chodí, aniž byste se narazili do obřího nebo se rozběhli na slunce.
„Myslím, že je to velmi nepravděpodobné,“ říká Heller. „Stabilita je tvrdým kritériem.“
Heller i Kipping také vyvolávají obavy ohledně falešnosti a potřeby testovat předpovědi. Interakce planety-hvězd, každý tvrdí, že každý tvrdí, by mohly být nesprávně interpretovány jako lunární aktivita. Hvězdná aktivita by mohla ovlivnit oblak plynu a způsobit epizodické chování, které by mohlo napodobovat erupce. Heller poukazuje na „neznámé neznámé“ a poznamenává, že blízkost planety k její hvězdě by mohla mít za následek zdroje signálu, který vědci dosud neobjevili.
„Myslím, že je sporné, zda chápeme hvězdy natolik, abychom s jistotou tvrdili, že jakákoli variabilita, kterou vidíme, zvláště spektroskopicky, nemůže být výsledkem nějakého procesu na povrchu samotné hvězdy,“ říká Kipping.
Jednou nevýhodou modelu OZA, Kipping Notes, je, že jakékoli kolísání hladin oxidu siřičitého, sodíku a draslíku pozorované na WASP-39B lze snadno vysvětlit jako variabilitu v erupcích.
„Když vaše hypotéza může všechno vysvětlit, je velmi obtížné to vyvrátit,“ říká.
Heller vyjadřuje podobné obavy ohledně toho, jak jasně určit, zda materiál pochází spíše z měsíce než z planety nebo jiného zdroje. Ale pro Retherford se původ zdá být docela jednoduchý.
„Je pro mě spíše výzvou, abych si představoval oxid sodík, draslík a oxid siřičitý v horních částech atmosféry plynového obra,“ říká.
Nejvzdálenější atmosférická vrstva plynových gigantů sluneční soustavy je obvykle naplněna světelnými prvky, jako je vodík a helium. Těžší materiál klesá dále dolů a bylo by náročnější, aby se zbavil. To by pravděpodobně platilo i pro horké Jupitery, ale jistota ohledně takové Arcana je nepolapitelná pro tyto vzdálené světy.
I s ohledem na to Retherford říká, že vysvětlení Exomoonu poskytuje „mnohem jednodušší vysvětlení“ pro pozorování plynu.
Další kroky
Co by nakonec vyžadovalo přesvědčení Hellera, Kippingu a dalších skeptiků?
„Myslím, že bychom potřebovali doplňkovou metodu,“ říká Heller, „nezávislá metoda, jak prokázat jakékoli předpovědi, které máte.“
Jednou z možností je dále kapitalizovat skutečnost, že WASP-39B přenáší svou hvězdu, jak je vidět ze Země. Dostatečně statný doprovodný měsíc by se například mohl na planetě dostatečně zatahovat, aby jemně změnil načasování těchto tranzitů, což potenciálně umožnilo ostražité astronomové odvodit jeho přítomnost.
Kipping však zdůrazňuje, že za téměř deset let a půl astronomové již na WASP-39B věnovali pozornost a byly zachyceny četné tranzity. Je možné, že říká, že signál pro nový Měsíc může být ještě skrytý v rámci stávajících dat. Ale Oza má podezření, že jakýkoli takový signál by byl příliš malý na to, aby byl detekován.
„Tato technika je nesmírně citlivá na hmotnost měsíce, která by mohla být menší než náš vlastní měsíc nebo IO,“ říká.
Mezitím Oza říká, že Unniho měření pro rychlost cloudu kolem WASP-49AB poskytuje silnou podporu pro existenci měsíce.
„Mít tuto extra dimenzi Dopplerových posunů rozhodně posiluje analýzu,“ říká Kipping.
Oza doufá, že v blízké budoucnosti získá podobná měření WASP-39B.
„Je to opravdu zajímavý signál, který vyžaduje vysvětlení, a exomoon to může vysvětlit,“ říká Kipping. „Myslím, že bychom to měli sledovat.“
