Jak wykryć „egzoksiężyce”?
Astronomowie opracowali sposób, dzięki któremu mogliby wykryć „egzoksiężyce”, naturalne satelity orbitujące wokół planet znajdujących się poza Układem Słonecznym.
Jak wskazują naukowcy, egzoplanety nie są jedynymi obiektami krążącymi wokół innych gwiazd – prawdopodobnie istnieją również komety i asteroidy, a nawet niektóre egzoplanety mogą posiadać „egzoksiężyce” – co jest zgodne z obecną wiedzą na temat fizyki powstawania planet. Jednak do tej pory astronomom nie udało się znaleźć jeszcze żadnego z tych obiektów, chociaż w ciągu ostatnich dziesięciu lat pojawiły się pewne wskazówki dotyczące ich obecności.
W ramach nowego badania, astronomowie z European Southern Observatory (ESO), opracowali sposób, który pozwoliłby na wykrycie obecność „egzoksiężyca” – przy użyciu techniki, która jest powszechnie stosowana do poszukiwania samych egzoplanet. Badanie zostało opublikowane w serwisie arXiv.
Technika ta polega na pomiarze „chwiania się” obiektu wywołanego przez inny obiekt krążący wokół niego. Podczas poszukiwania egzoplanet „chwianie się” jest zazwyczaj obserwowane na gwieździe, ale w przypadku „egzoksiężyców” byłoby ono widoczne na samej plancie.
Jak wskazują naukowcy, wykrycie tak niewielkiego sygnału na tle innego, również słabego, jest niezwykle trudne. Jednak w 2018 roku astronomowie z Columbia University, zauważyli pewne dziwne zjawisko w sygnale jednej z egzoplanet, które, jak sądzili, mogło być spowodowane przez „egzoksiężyc”. Jednak odkrycie to nigdy nie zostało potwierdzone, podobnie jak wiele innych.
Może to się jednak zmieniać wraz z pojawieniem się coraz bardziej zaawansowanych instrumentów astronomicznych. Nowe badanie skupiało się na technologii zwanej interferometrią optyczną, w ramach której kilka teleskopów optycznych, rozmieszczonych w niewielkiej odległości od siebie, łączy swoje sygnały w celu zwiększenia rozdzielczości całego systemu. Najbardziej zaawansowanym narzędziem tego typu jest obecnie instrument GRAVITY.
GRAVITY łączy sygnały z czterech różnych teleskopów optycznych rozmieszczonych wokół należącego do ESO interferometru Very Large Telescope Interferometer w Chile. Dzięki czemu może wykryć drgania o wielkości zaledwie 50 mikrosekund kątowych – wystarczająco małych, aby wykryć drgania wywołane przez stosunkowo duże księżyce (o rozmiarach gazowego olbrzyma) krążące wokół jeszcze większych planet. System w najbliższej przyszłości zostanie zmodernizowany w ramach projektu PLANETES, który umożliwi rozdzielczość 10 mikrosekund kątowych, a tym samym wykrywanie mniejszych księżyców krążących wokół bardziej odległych światów.
Niektóre z tych gigantycznych planet, wokół których krążą „egzoksiężyce”, mogą znajdować się w strefach zamieszkiwalnych swoich gwiazd i chociaż same globy mogą nie być w stanie utrzymać życia ze względu na zbyt dużą masę, ich naturalne satelity potencjalnie mogłyby się do tego nadawać.
Szczególnie interesującą planetą zdaniem naukowców, jest β Pictoris b, położona około 64 lat świetlnych od Ziemi, która jest około 9 razy większa od Jowisza. Ma ona niezwykłe nachylenie orbity, które według wielu astronomów może być spowodowane przez niewidoczny dotąd księżyc. Wykrycie go wymagałoby według astronomów precyzji rzędu 10–15 mikrosekund kątowych – czyli dokładnie tyle, ile zapewni instrument PLANETES, który zostanie uruchomiony prawdopodobnie jeszcze w tej dekadzie. Mógłby to być pierwszy test sposobu wykorzystującego „chwianie się” do wykrywania księżyców. Do tego czasu jednak badacze mogą poszukiwać tylko znacznie większych satelitów za pomocą GRAVITY.
Emil Gołoś
