Астрономы заподозрили наличие вулканически активной экзолуны

Астрономы теоретически определили возможность обнаружения у экзопланет лун, подобных спутнику Юпитера Ио, и нашли подходящего кандидата в системе WASP-49. Найти такую экзолуну можно по большому количеству натрия и калия, а доказать их происхождение со спутника можно путем точного наблюдения изменения спектров во время транзита по диску звезды, пишут авторы в препринте на arXiv.org.

Ио является самым геологически активным телом в Солнечной системе, там расположено более 400 активных вулканов, некоторые из которых выбрасывают серу и ее оксид на высоту более 500 километров. В 1970-х годах благодаря данным пролетевшего мимо «Вояджера» удалось зафиксировать облака нейтрального натрия и калия. Их обнаружение стало ключевым свидетельством в пользу разогрева недр тела посредством приливных взаимодействий на близкой к Юпитеру орбите.

Открытие натрия и калия вокруг Ио породило всплеск интереса к поиску веществ, выбрасываемых с тел Солнечной системы. Были обнаружены ионизованные щелочные элементы и хлор, а также соли NaCl и KCl, что позволило определить условия в атмосферах планет и их спутников. С тех пор натрий и калий были открыты как на силикатных телах, таких как Ио, Меркурий и Луна, таки и на ледяных, например, Европе и кометах. Тем не менее, эти металлы никогда не присутствуют в оболочках газовых гигантов, состоящих из водорода и гелия. В случае Юпитера нейтральный натрий наблюдается вплоть до тысячи радиусов планеты, но он попадает туда из вулканов на Ио.

На данный момент открыто свыше двух тысяч экзопланет, но ни одного достоверного обнаружения экзолуны еще не было сделано. Это связано с трудностью обнаружения небольшого тела рядом с планетой и яркой звездой. Так, в 2017 году появились первые указания на существования экзолуны, но впоследствии их воспроизвести не удалось, что говорит в пользу ошибочности первой интерпретации.

В работе астрономов из США и Европы под руководством Апурва Оза (Apurva Oza) из Бернского университета в Швейцарии теоретически определены наблюдательные проявления объекта типа Ио и проведено сравнение с наблюдательными данными в случае системы WASP-49 b. В спектре этой планеты, относящейся к классу горячих газовых гигантов, было замечено присутствие нейтрального натрия, причем на очень больших высотах от поверхности.

«Газ из нейтрального натрия здесь настолько далеко от планеты, что сценарий его возникновения исключительно благодаря планетарному ветру маловероятен», — говорит Оза. Авторы провели численное моделирование истечения с гипотетического спутника, похожего на Ио, сравнили полученные оценки с данными по Солнечной системе и получили хорошо согласующиеся результаты — моделирование предсказало наличие натрия как раз на тех высотах, что наблюдаются в данном случае.

Тем не менее, ученые не считают свою работу доказательством существования экзолуны, хотя и считают предложенное объяснение наиболее правдоподобным. Однако в этой системе возможно наличие газового кольца вокруг планеты или же явление нетепловой природы, которое может приводить к аномально эффективному выделению натрия самой планетой. Авторы отмечают, что для прояснения ситуации необходимы наблюдения спектров не только во время транзита планеты по диску звезды, но и в начале и конце этого процесса, когда звезда просвечивает только сквозь окружающий планету газ.

Недавно космический телескоп «Спитцер» не нашел атмосферы у близкой экзопланеты земного типа. Также астрономы впервые обнаружили экзопланету с долгой и эксцентричной орбитой.

Тимур Кешелава