В ново изследване астрономи описват подробно наблюденията на обект, който може да се окаже първият известен естествен спътник на свят извън Слънчевата система. Терминът „естествен спътник“ се използва за космическо тяло, което орбитира около друго такова по същия начин, по който Луната обикаля около Земята. Наблюдавания масивен газов космически обект обаче няма почти нищо общо с познатата ни Луна.
Проучването описва звездна система, разположена на около 73 светлинни години от Земята. Тя демонстрира тристепенна йерархия, което означава, че един обект обикаля около втори, а той от своя страна обикаля около звездата домакин. Нашата Слънчева система също има същата йерархия. Кевин Хой, астроном от Европейската южна обсерватория (ESO) и Университета Диего Порталес в Сантяго, Чили, проследява кафявото джудже CD-35 2722 b в продължение на повече от две години с помощта на Много големия телескоп (VLT) в Чили. Неговият екип успява да улови фини промени в спектъра, предизвикани от гравитационното привличане на невидим за технологиите ни спътник, който прави една обиколка на всеки 170 дни. Тъй като кафявото джудже обикаля около звездата CD-35 2722, това откритие представлява първата наблюдавана тристепенна система извън нашата Слънчева система.
Този спътник обаче повдига дебат дали изобщо може да се нарече екзолуна. Всичко зависи от това как астрономите дефинират обектите в системи, които не приличат на нашата. Изследователите споделят, че потенциалният открит екзосателит е достатъчно масивен, за да бъде планета, но той не обикаля около звезда, а около обект, което на свой ред е в орбита около звезда. Позицията му в системата кара астрономите да го нарекат луна, въпреки че няма нищо общо с малките скалисти луни в Слънчевата система.
Предизвикателства пред откриването на екзолуниСлед откриването на първата екзопланета (PSR B1257+12 b) през 1992 г. изследователите са каталогизирали над 6000 свята извън Слънчевата система, но до момента няма потвърдено засичане на екзосателит около никой от тях. Понеже шест от осемте планети в нашата Слънчева система имат общо над 800 известни луни (Меркурий и Венера нямат естествени спътници), съществуването им изглежда неизбежно. Причината за липсата на открития досега се крие в методите за търсенето им.
Тази анимация показва системата около звездата CD-35 2722. Новооткритият обект, наподобяващ луна, се появява в центъра. Звездата (точковият източник вляво) е с маса, равна на около половината от масата на нашето Слънце и около нея обикаля кафяво джудже (червеникаво-кафявият обект, който се вижда на преден план). Кафявото джудже има маса, приблизително 37 пъти по-голяма от тази на Юпитер (твърде масивно, за да бъде планета, но не достатъчно масивно, за да поддържа ядрения синтез, присъщ на звездите). Около това кафяво джудже на свой ред обикаля новооткрит обект с маса поне колкото тази на Юпитер (в центъра зад кафявото джудже). Източник: ESO/M. KornmesserАстрономите откриват екзопланети главно по два начина. Пасажният метод следи за видим спад в светлината на звездата, когато планета преминава пред нея, а методът на радиалната скорост (Доплерова спектроскопия) наблюдава как самата звезда се „залюлява“ под влияние на планетарната гравитация. Двата метода работят най-добре за планети, разположени много близо до техните звезди-домакини. Симулациите обаче показват, че планетите в близки орбити около звездата си губят спътниците си изключително бързо. С други думи, планетите, които се откриват най-лесно, е най-малко вероятно да имат луни.
Напоследък ловците на екзолуни прилагат техниката на радиалната скорост директно върху екзопланетите. Това изисква улавяне на директен спектър от планетата, което означава, че тя трябва да имат собствено излъчване. Газовите гиганти като Юпитер излъчват инфрачервена светлина, което прави методът възможен, но изключително труден за изпълнение с настоящите технологии. Повечето известни планети от типа на Юпитер са твърде близо до звездите си и светлината им не може да бъде разграничена, а и вероятността да имат луни е малка.
Предишните опити с тази техника бяха насочени към четири гигантски планети с по-далечни орбити, както и към определени обекти от тип кафяво джудже (междинна група между планети и звезди, които имат маса между 1% и 8% от тази на Слънцето). Те се наблюдават по-лесно, тъй като имат по-силно излъчване. Дори тези опити обаче се сблъскаха с проблема на смесването на звездната светлина със спектъра на наблюдавания обект, което доведе до грешки в данните и липса на потвърден сигнал.
Успешно локализиране на спътникаСистемата CD-35 2722 се отличава с много голямо разстояние между кафявото джудже и неговата звезда домакин. Разстоянието е около 60 пъти по-голямо от това между Земята и Слънцето. Това позволи на Кевин Хой и неговите колеги да изолират спектъра на кафявото джудже почти изцяло без необходимост от сложни математически корекции.
Кафяво джудже е обект, чиято маса попада в диапазона между тази на най-масивните газови гиганти и тази на най-леките звезди. Често наричани „неуспели звезди“, те се образуват от колапс (пропадане) на облаци от газ и прах, точно както и обикновените звезди. На тях обаче им липсва масата, необходима за генериране на температурите и налягането в ядрото, нужни за поддържане на ядрения синтез на обикновен водород в хелий, присъщ на звездите. Източник: Planetkid32/Wiki
Екипът насочи мощния спектрограф с висока разделителна способност CRIRES+ към CD-35 2722 b, събирайки 23 използваеми наблюдения на радиалната скорост за период от близо две години. Липсата на светлинно замърсяване от звездата-домакин осигури изключителна точност на данните. Резултатите разкриха периодичен сигнал, който съответства на обект с минимална маса около 90% от масата на Юпитер, извършващ пълна обиколка за 170 дни.
Научният спор около дефиницията за лунаЗа потвърждаване на откритието са необходими последващи наблюдения, но обектът вече повдига сериозни въпроси. Въпреки че заема мястото на луна в йерархията на системата, той обикаля около кафяво джудже, което често се категоризира като „неуспяла звезда“, а не като планета.
Според текущата дефиниция на Международния астрономически съюз (IAU) този обект отговаря повече на критериите за планета тъй като категорията планети могже да съдържа обекти, обикалящи около кафяви джуджета. Авторите на изследването предлагат тази дефиниция да бъде преразгледана. Докато централната звезда на системата ще свети в продължителност на още милиарди години, кафявото джудже ще изстине и ще избледнее в рамките на десетки милиони години. Когато системата достигне възрастта на нашата Слънчева система, кафявото джудже ще излъчва едва един процент от сегашната си светлина, което ще промени изцяло условията на обектите в орбита около него.
Изследователите посочват, че объркването подчертава ограниченията в терминологията, произлизаща единствено от нашата Слънчева система. Разграничението между планетите и Слънцето при нас е лесно, но в системата CD-35 2722 границите между звезди, планети и луни се размиват и описанието става много по-сложно.
Бъдещи изследвания и възможности за животНезависимо от крайното наименование, този обект отваря нови врати пред планетарната наука и предоставя реален модел за тестване на теориите за формиране на планетите.
Откритието загатва и необичайни възможности за съществуването на живот. Някои изследователи твърдят, че екзосателитите могат да запазят топлината си чрез т. нар. приливно нагряване. Това е триенето, генерирано от гравитацията на звездата-домакин, което непрекъснато разтяга и притиска обекта, който е в орбита около него. По този начин, например, се поддържа геоложката активност на луните на Юпитер. Това означава, че подобни спътници биха могли да останат обитаеми далеч извън зоните, където единствено звездната светлина поддържа водата в течно агрегатно състояние. Изследователите се съмняват това да важи за новооткрития обект, но смятат, че възможността заслужава допълнително проучване при последващи нанблюдения.