Дослідження свідчать, що існування місяця, схожого на Іо, навколо екзопланети WASP-49b стає все більш імовірним. Передбачається, що цей можливий об’єкт вкрите вулканами, які створюють навколо планети хмару натрію. Хоча раніше існували твердження про інші екзомісяці (місяці поза межами Сонячної системи), вони наразі викликають серйозні сумніви, тому це, напевно, найсильніше свідчення на підтримку такої ідеї.
Під час місій Voyager, які досліджували великі планети в зовнішній Сонячній системі, виявили, що їхні супутники є досить різноманітними та цікавими. Як NASA готується до запуску космічного апарату для вивчення одного з цих супутників (і працює над місією для іншого), астрономи розмірковують про те, що може бути в орбіті навколо планет, які ми відкрили, обертаючись навколо інших зірок.
Будь-які такі місяці, напевно, будуть занадто малими для безпосереднього спостереження, навіть з новими інструментами. Теоретично, ми можемо виявити тінь, яку вони кидають, коли проходять перед своїми зірками, але суперечливі дослідження щодо запропонованого супутника планети Kepler-1625b показують, що це не простий шлях. У 2019 році команда під керівництвом астронома NASA доктора Апурви Ози запропонувала, що ми могли побачити свідчення екзомісяця іншим чином, вважаючи, що хмара натрію може бути наслідком його вулканів.
Вулканічна активність Іо стала одним з великих відкриттів місій Voyager, тому ми знаємо, що супутники, близькі до великих планет, можуть вивергати велику кількість матеріалу таким чином. Більше того, ми поки що не знайшли ймовірного альтернативного пояснення для виявленого натрію. Проте наука вимагає більш вагомих доказів.
Ми не знаємо, як виглядає місяць WASP-49b, якщо він існує, але художник зробив припущення.
Доктор Оза, нині в Caltech, продовжує вивчати цю тему. Він досі не має абсолютного доказу існування екзомісяця, але його команда зміцнила свою позицію, показавши, що хмара натрію рухається швидше, ніж сам WASP-49b. “Ми вважаємо, що це дуже критичний доказ”, — зазначив Оза в заяві. “Хмара рухається в протилежному напрямку від того, що фізика говорить нам, якщо б вона була частиною атмосфери планети”.
Оза і його співавтори також показали, що натрій регулярно оновлюється, вивільняючись з приголомшливою швидкістю до 100 000 кілограмів (220 000 фунтів) за секунду.
WASP-49b — це “гарячий Сатурн” (планета, маса якої подібна до маси Сатурна, але температура набагато вища, ніж у Венери). У нас є досить чітке уявлення про його склад на основі світла, що проходить через його зовнішню атмосферу, коли він проходить перед своєю зіркою. Оскільки планета в основному складається з водню та гелію, не видно жодних очевидних причин, чому вона могла б вивергати так багато натрію. Ми також не маємо причин вважати, що зірка WASP-49, яка має подібний склад, може бути джерелом натрію.
Іо є вулканічним через поєднання гравітації Юпітера і впливу інших галилеївських місяців, які постійно стискають і розтягують його, створюючи достатньо тепла для розплавлення його внутрішньої частини. Деяка частина вивержених матеріалів осідає назад на місяць, але деякі вивільняються і захоплюються Юпітером, створюючи хмару навколо планети, яка з великої відстані може виглядати схоже на те, що ми спостерігаємо навколо WASP-49b.
WASP-49b суттєво відрізняється від Юпітера (або Сатурна) тим, що він обертається навколо зірки, температура якої не набагато нижча за температуру Сонця, всього за 2,8 земних днів. Серед інших відмінностей, це означає, що гравітаційний вплив зірки настільки великий, що для виклику гнучкості не потрібні інші великі місяці, хоча, звичайно, вони також можуть теоретично існувати.
Іо вивергає натрій, але ще більше діоксиду сірки та деяких інших газів. Натрій легше ілюструється в таких умовах, ніж більшість інших елементів, тому можливо, що хмара навколо WASP-49b має набагато більш змішаний склад, але тільки натрій видимий з нашої точки зору.
Хоча джерело екзомісяця, здається, є найкращим поясненням для хмари, існує ще одна проблема — ви не можете постійно виробляти натрій з такою швидкістю, навіть на протязі короткого часу. WASP-49 оцінюється в близько 7 мільярдів років, тому ці викиди навряд чи були первісною особливістю системи.
Найдовший спостережуваний викид тривав 40 хвилин. Вулканічні виверження на Землі можуть вивільняти мільярди тонн матеріалу, але лише мала частина з них — натрій, і дуже мало з них виходить за межі гравітації планети. Якщо Оза правий, то екзомісяць втрачає масу настільки швидко, що врешті-решт розпадеться, і нам пощастило побачити його до цього. “Якщо там справді є місяць, то його кінець буде дуже руйнівним”, — сказав Оза.
З іншого боку, хмари натрію були виявлені навколо десятків інших екзопланет, зазначають автори, тому якщо їх висновки вірні, вулканічні місяці можуть бути поширеною особливістю Всесвіту.
Дослідження опубліковано у відкритому доступі в The Astrophysical Journal Letters.