Menininko atvaizdas, panašus į žemę, egzistuojančią aplink dujų milžinišką planetą.
(Vaizdas: © NASA / JPL-Caltech)
Praėjusią vasarą mokslininkai paskelbė atradę, kas galėtų būti pirmasis mėnulis, pastebėtas už Saulės sistemos ribų. Bet nauji tariamos Mėnulio evoliucijos tyrimai verčia abejoti jo egzistavimu.
Jei jis egzistuoja, greičiausiai mėnulis yra didelis, Neptūno dydžio objektas, skriejantis aplink dar didesnę dujų milžinišką planetą. Tačiau tyrinėtojai teigė, kad nelengva sistema supranta, kaip ji galėjo susiformuoti.
2017 m. Liepą mokslininkai nenoriai paskelbė apie galimą egzomono atradimą. NASA Keplerio teleskopu nustatyta planeta kandidatė į planetos žvaigždę tekančio šviesos srauto metu pastebėjo nelygumus, rodančius mėnulio galimybę. Po egzomono medžiotojo Davido Kippingo iš Niujorko Kolumbijos universiteto Hablo kosminiu teleskopu paprašė laiko tęsti neįprastą veiklą, įvairios žiniasklaidos priemonės tyrinėjo šį tyrimą. Tai paskatino Kippingą ir Kolumbijos vyriausiąjį galimo atradimo mokslininką Alexą Teachey paskelbti apie galimybę pirmą kartą pastebėti egzomoną.
René Heller, astrofizikas iš Maxo Plancko instituto Vokietijoje, pasinaudojo proga savarankiškai išanalizuoti Keplerio duomenis. Be galimo Mėnulio Kepler 1625 b-i dydžio diapazono erzinimo, jis taip pat ištyrė galimus jo formavimo būdus. [Įdomiausi 2017 m. Ateivių planetos atradimai]
„Pasirodo, kad„ Kepler 1625 b-i “iš tikrųjų nėra geras kandidatas į egzotiką“, - elektroniniu paštu „Space.com“ pasakojo Helleris, nurodydamas, kad pirminė tyrimų komanda teigė, kad vien „Kepler“ duomenys yra dviprasmiški. (Štai kodėl jie planavo tęsti naudodamiesi Hablo kosminiu teleskopu.) Didelė problemos dalis kyla iš to, kad pagrindinė žvaigždė yra taip toli nuo Žemės, kad atrodo neryški, todėl duomenų kokybė yra prasta, sakė Helleris.
„Esmė ta, kad„ Kepler 1625 b-i “yra vienas geriausių kandidatų į egzotiką iki šiol, tačiau jis vis dar nėra geras kandidatas“, - teigė A. Helleris.
"Maža saulės sistema"
Žemės Saulės sistemoje mėnuliai yra gana dažni; tik Merkurijus ir Venera neturi uolėtų ar ledinių palydovų. Nors dauguma mūsų Saulės sistemos mėnulių yra nenuodingi gyvenimui, kaip mes jį žinome, trys yra potencialūs. „Jupiterio Europa“ skystas vandenynas yra po mėnulio ledine pluta. Aplink Saturną ledinis mėnulis Enceladus taip pat yra vandenynas, o drėgnam Titanui priklauso metano ir etano ežerai, kurie galėjo leisti susidaryti kitokiam gyvenimo tipui nei Žemėje. Taigi vienintelė Saulės sistemos gyvenamoji planeta (Žemė) yra pralenkta sistemos potencialiai gyvenantiems mėnuliams.
Tai gali reikšti geras naujienas ieškantiems gyvenimo mėnuliuose aplink kitas žvaigždes. Net jei kelios planetos sugeba gyventi taip, kaip mes žinome, jų mėnuliai gali tapti gyvenamieji, sakė Helleris.
„Tikimasi, kad mėnuliai bus žymiai mažesni ir lengvesni nei jų planetos“, - teigė A. Helleris. "Tai yra tiesiog tai, ko mes sužinojome iš Saulės sistemos mėnulio stebėjimų."
Kadangi didesnės masės ar spindulio objektus lengviau rasti iš tolo, nesvarbu, ar tai būtų planetos, ar mėnuliai, todėl natūralius palydovus tampa sunkiau pastebėti, sakė Helleris.
Kai Kepleris medžioja planetas, jis tai daro stebėdamas iš žvaigždės sklindantį šviesos srautą, kurį mokslininkai vadina šviesos kreive. (Kepleris netyrė vienos žvaigždės vienu metu, o vietoj to ištyrė tūkstančius žvaigždžių iš karto.) Kai planeta juda tarp savo žvaigždės ir Žemės, žvaigždės šviesa pritemsta, leidžianti tyrėjams nustatyti planetos dydį. Tyrinėtojai stebi keletą kartų, kad nustatytų, kiek laiko planetai reikia skrieti į žvaigždę.
Originalūs tyrinėtojai pastebėjo apie vieną objektą, „Kepler 1625 b“, kad jame buvo keistas antrinis panardinimas. Helleris panaudojo viešai prieinamą Kepler duomenų rinkinį, norėdamas ištirti tris Jupiterio dydžio objekto, judančio per žvaigždę, tranzitus kartu su kai kuriais raukiniais, kuriuos galėjo sukelti mėnulis, skriejantis aplink objektą.
„Ir jei tik šie papildomi perukai iš tiesų kyla iš Mėnulio, tada planetos ir Mėnulio masę ir spindulį galima apskaičiuoti iš planetos ir Mėnulio sistemos dinamikos, kurią galima išvesti iš šviesos kreivės. “, - sakė Helleris.
Helleris nustatė, kad masyvus objektas gali būti bet kas - nuo šiek tiek masyvesnės nei Saturnas planetos iki rudos nykštukės, beveik žvaigždės, kuri nėra pakankamai masyvi, kad jos branduolyje būtų galima sudeginti sintezę, ar net labai mažos masės žvaigždė (VLMS), tai yra dešimtosios saulės masės. Siūlomas mėnulis gali būti nuo žemės masės dujų palydovo iki akmenų ir vandens palydovo, kuriame nėra atmosferos.
Helleris padarė išvadą, kad Neptūno masės egzotonas aplink milžinišką planetą ar mažos masės rudąją nykštukę neatitiktų masės masto santykio, esančio mūsų Saulės sistemos mėnuliuose. Nors Žemė ir Plutonas turi didelius mėnulius, palyginti su planetų dydžiais, Saulės sistemos dujų milžinai turi mėnulius arčiau 0,01–0,03 proc. Planetų dydžio, teigia Puerto Riko universiteto Planetų įvedamumo laboratorija.
Ankstesnės teorijos numatė, kad šie santykiai turėtų prasidėti ir didesniuose pasauliuose, neva paneigdami potencialaus egzotono egzistavimą. Kita vertus, mini Neptūnas aplink didelės masės rudąją nykštukę ar VLMS labiau atitiktų tą santykį, sakė Helleris. [Iš ko sudarytas mėnulis?]
„Jei pirminis tranzitinis objektas yra labai mažos masės žvaigždė ir jei paaiškės, kad jo Neptūno dydžio palydovas iš tikrųjų egzistuoja, tada aplink Saulę panašią žvaigždę mes matytume mažą Saulės sistemą maždaug Žemės atstumu iki saulės. Tai būtų kažkas savaime! " Tarė Helleris.
Pasak jo, net ir neturėdama galimybių egzotiškai gyventi, maža saulės sistema galėtų padėti mokslininkams suprasti, kaip formuojasi pasauliai.
„Jei pagrindinis [objektas] būtų arba [rudasis nykštukas], arba VLMS su dideliu palydovu, tai reikštų patrauklų tiltą tarp planetos susidarymo aplink žvaigždes ir mėnulio susidarymo aplink milžiniškas planetas“, - teigė A. Helleris.
Heller paskelbė savo tyrimą „arXiv“ priešspausdinimo serveryje.
Mėnulio gimimas
Įvertinęs Mėnulio ir planetos - arba žvaigždės - skaičiavimus, Helleris nusprendė pasižiūrėti, kaip galėjo susidaryti mėnulis.
"Saulės sistemos mėnuliai yra jų planetų šeimininko formavimosi ir evoliucijos sekėjai", - sakė jis naujame dokumente. "Taigi galima tikėtis, kad mėnulių atradimas aplink ekstrasoliarias planetas galėtų suteikti iš esmės naujų įžvalgų apie egzoplanetų susidarymą ir evoliuciją, kurių neįmanoma gauti vien tik egzoplanetų stebėjimais."
Atsižvelgdamas į tai, Heller pritaikė tris skirtingus mėnulio susidarymo saulės sistemoje modelius naujam potencialiam egzomoonui.
Pirmiausia buvo smūgio modelis, kuris apibūdina, kaip mokslininkai mano, kad susiformavo Žemės mėnulis. Kai prieš milijardus metų į žemę įsirėžė didelis kūnas, iš planetos iškaltos šiukšlės sukūrė naują kompanioną. Anot Hellero, viena ypatinga šio modelio ypatybė yra didelis palydovų ir planetų santykis. Nors didelis siūlomo mėnulio dydis, palyginti su jo šeimininku, atitiktų smūgį, jis išreiškė susirūpinimą, kad priimančiosios planetos ar žvaigždės masė yra daug didesnė nei bet kurios Žemės Saulės sistemos planetos.
Antrajame mėnulio susidarymo modelyje jie išsiskiria iš dujų ir dulkių, likusių po planetos gimimo, ir, kaip manoma, susiformavo dauguma dujų milžinų mėnulių. Masės mastelio santykis, dėl kurio mėnuliai lieka daug mažesni nei jų planetos, yra natūralus mėnulio susidarymo, vykstančio dujų badaujančioje aplinkoje aplink baigtą planetą, rezultatas, rašė Helleris. Dėl tų pačių santykių šis formavimo metodas yra mažai tikėtinas, sakė jis.
„Jei palydovas aplink Kepler 1625 b gali būti patvirtintas ir abu objektai gali būti patvirtinti kaip dujų milžiniški objektai, tada būtų sunku suprasti, kaip šios dvi dujų planetos galėjo susidaryti dėl milžiniško smūgio ar in-situ akistatos ties jų dabartinės orbitos aplink žvaigždę “, - rašė Helleris.
Likusi galimybė yra tai, kad tolimasis pasaulis užfiksavo Neptūno dydžio objektą. Manoma, kad tokiu būdu susiformavo Neptūno mėnulis, Tritonas ir abu Marso mėnuliai. Egzonas iš pradžių galėjo susiformuoti su Žemės dydžio palydovu, prieš tai jį atitraukdamas didesnio objekto sunkumas, sakė Helleris. Jis nustatė, kad Kepler 1625 b gali užfiksuoti Neptūno masės objektą dabartinėje planetos vietoje.
Vis dėlto, nors toks fiksavimas iš principo yra įmanomas, Helleris sakė „Space.com“, jo manymu, scenarijus yra „labai mažai tikėtinas“.
Ir nors mokslininkai šiuo metu laikosi tų trijų skirtingų mėnulio susidarymo scenarijų, susijusių su planetomis aplink Žemės saulę, tai nereiškia, kad natūralūs palydovai negalėjo sudaryti kitokio būdo, sakė Helleris.
„Gali būti, kad ši sistema iš tikrųjų susiformavo per tokį mechanizmą, kokio mes dar nematėme saulės sistemoje“, - teigė A. Helleris.
Jis pasiūlė alternatyvią teoriją, panašią į milžiniškų planetų formavimąsi, kurioje du objektai buvo sukurti kaip dvinarė uolėtų planetų sistema. Pora galėjo pasiimti dujas iš likusios medžiagos disko, kaip ir procesas, kurio metu susidaro milžiniškos planetos, kai būsimoji planeta sunaudoja daugiau dujų nei jos numatomas mėnulis. Jis perspėjo, kad tai buvo spėlionės ir kad du objektai ilgą laiką gali būti nestabilūs.
Vis dėlto, jei „Neptūno“ dydžio egzotonas aplink Kepler 1625 b yra tikras, naujoji sistema galėtų pateikti intriguojantį žvilgsnį į Mėnulio susidarymą už Saulės sistemos ribų, sakė Helleris.
Keplerio duomenys nėra vieninteliai turimi tyrimai. Spalio mėn. „Teachey“ ir „Kipping“ pažvelgė į sistemą naudodamiesi „Hubble“. Šių stebėjimų rezultatai turėtų būti paskelbti netrukus.
Tačiau iki tol viskas atrodo netinkama galimam egzomoonui.
„Nepaprastas egzomo reikalavimas nepagrįstas nepaprastais įrodymais dėl jo“, - teigė A. Helleris.
