Кеплер може виявити екзолуни, сформовані гігантськими впливами

Полювання за місяцями на орбіті далеких планет може відшукати масивні екзолуни.

У 2012 році група вчених місії Кеплер оголосила, що вони приступлять до полювання за місяцями, що обертаються навколо далеких екзопланет. І поки телескоп знаходить тисячі екзопланет, місяця залишаються поза увагою.

Головна проблема полягає в тому, що для «видимості» Місяця її маса повинна складати приблизно 10% від маси Землі, або приблизну масу Марса. Це в 10 разів більше найбільшого місяця в сонячній системі.

І поки формування планетарних супутників здавалося природним побічним продуктом формування планет, вчений Емі Барр з Планетологіческого інституту задалася питанням, а чи можуть великі місяця (можливо, навіть розміром з Землю) формуватися. І якщо так, то як вони розташовувалися б в галактиці?

Використавши моделювання і симуляції, Барр з колегами виявила, що теоретично є ймовірність, що супер-плазма місяця сформується навколо скелястій і газової планети. Але тільки, якщо самі планети досить величезні. Великі кам’янисті супутники можуть створюватися в результаті зіткнення між гігантськими скелястими світами. Тоді екзолуни навколо газових гігантів могли б проводитися через спільної акреції або захоплення.

«Ми маємо в своєму розпорядженні першими результатами мас лун, які можуть утворюватися при різній сукупності впливів в можливих межах екзопланетних систем», – сказала Барр. – «Головне, ми показали, що можна сформувати екзолуни з масами вище теоретичних максимумів. Кеплер продовжує оглядати супутники більше 1/10 маси Землі ».

Для виявлення планет, що проходять перед диском батьківської зірки, Кеплер використовує метод транзиту (тимчасове падіння яскравості). Ця ж техніка повинна допомогти знайти екзолуни. Тому команда з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики відкрила полювання. Але все виглядало порожній витівкою, через розмір, який потрібен для того, щоб її помітили.

Однак, знайдені Кеплером сонячні системи, сильної відрізняються від нашої. І найбільш поширений розмір планет в даних Кеплера демонструє новий клас – «супер-Землі». Їх масштаб коливається між землею і Нептуном.

«Поки мало відомо про те, як процеси формування супутника, застосовні у нас, можуть масштабироваться до різних планетарних мас і зіркових умов», – пише Барр в статті.

Симуляція впливу каменисто-залізної планети розміром з Венеру на планету з 6-ю масами Землі. Зіткнення створює досить масивний диск з уламків, рідини і пара, щоб створити місяць з 0.1 масою Землі.

Використовуючи гідродинамічний моделювання, Барр може визначити, скільки матеріалу виявиться на орбіті після зіткнення двох скелястих супер-Земель. Удар між планетами від двох до семи земних мас випустить досить матеріалу для створення великого супутника, який може виявити транзитний Кеплер.

«Ці результати практично збігаються з ударом, формує місяць, але диск буде набагато гаряче і масивніше», – каже Барр. Її моделі дозволяють припустити, що виявляються скласти екзолуни можуть проводитися при різних ударних умовах, а також пов’язані планетами-господарями великих розмірів. Крім того, вони можуть утворюватися в результаті спільної акреції навколо зростаючих газових гігантів або за допомогою захоплення блукаючих тел, або ще інших процесів, що не спостерігаються в нашій системі.

Барр також розглянула сучасні теорії про формування місяця в Сонячній системі, і постаралася застосувати їх до екзолуни.

«Деякі з теорій, наприклад, ділення, можуть працювати в інших системах», – повідомила вона. – «Незабаром ми отримаємо нові обсерваторії і зможемо перевірити деякі старі ідеї».

До цього моменту Кеплер і місія К2 виявили 2476 підтверджених планет, з додатковими 5216 «планетами-кандидатами». Кількість екзолуни поки на нулі, але Барр продовжує пошуки.

Ссылка на основную публикацию