James Webb Space Telescope

Недавно я задался вопросом, а помогает ли Джеймс Уэбб искать экзолуны, то есть спутники планет у других звезд? Ведутся ли такие наблюдения, пишутся ли работы?

Подтвержденных экзолун пока нет ни одной, ни у какого телескопа. Есть хорошие кандидаты, есть ну очень хорошие кандидаты. Правда во втором случае спутник сам тяжелее Юпитера и обращается не вокруг планеты, а вокруг коричневого карлика, так что еще вопрос, можно ли называть его луной. Но вносит ли в эти поиски свой вклад JWST?

Я, разумеется, полез в arXiv смотреть, что опубликовано на этот счет. Нашел несколько работ и хочу поделиться.

Первой большой целью стала экзопланета Kepler-167e, почти двойник Юпитера с годом длиной в 3 земных. В октябре 2024 года телескоп наблюдал ее транзит почти 60 часов подряд. По словам авторов, на тот момент это самое длинное непрерывное наблюдение в истории JWST.
Искали аналог Ганимеда, спутника Юпитера, а также крупнейшего спутника Солнечной системы. 7 из 12 вариантов обработки показали, что модель с луной описывает данные лучше, чем модель без нее. Но главная улика — это короткое изменения яркости посреди транзита, как если бы луна в этот момент прошла прямо перед планетой или за ней. Однако точно такую же аномалию дает и пятно на звезде, по которому проходит планета. В итоге удалось исключить только луны крупнее 0,95 радиуса Земли.

Весной 2025 года взялись за TOI-700 d и e, планеты размером с Землю в зоне обитаемости красного карлика. Здесь замахнулись на аналог нашей Луны. Задача весьма тонкая. Для далекого наблюдателя Луна, проходя на фоне нашего Солнца, ослабила бы его свет всего на 6 миллионных долей. TOI-700 гораздо меньше Солнца, и такая же луна заслонила бы заметно большую часть его диска. Но, увы, помешала сама звезда. Ее блеск все время слегка дрожал, предположительно из-за бурления газа на поверхности. Из-за этой ряби погрешность выросла вчетверо, и в итоге JWST смог бы заметить только луны крупнее Ганимеда.

Сдвиг произошел в этом году. Дэвид Киппинг, автор работы по Kepler-167e, не стал просить новое время, а взял открытые данные программы по атмосферам каменистых планет. В ней экзопланету LP 890-9 c (1,37 радиуса Земли, около 90% земного тепла) наблюдали двенадцать раз, хотя экзолун никто искать и не собирался.
Спутников и правда не нашлось, зато исключены все луны крупнее 0,1 радиуса Земли во всей области, где спутник может удержаться. Это почти втрое меньше нашей Луны. Помогли как раз повторные транзиты. Настоящая луна обязана проявляться в каждом транзите, а случайный шум нет. Попутно выяснилось, что на этой планете, скорее всего, не бывает полных солнечных затмений.

Есть и работы по совсем косвенным признакам. У горячего юпитера WASP-39b JWST нашел в атмосфере диоксид серы, а натрий и калий за десять с лишним лет наблюдений то усиливались, то слабели. Группа считает, что газ поставляет вулканическая луна вроде Ио. Скептики, включая того же Киппинга, возражают и говорят, что гипотезу, которая объясняет все, трудно опровергнуть.

Что в итоге получается? Экзолун JWST, как и другие телескопы, пока не открыл. Но меньше чем за год лучший предел сдвинулся от луны размером почти с Землю до десятой доли Земли, и стало понятно, что дело не столько в зоркости телескопа, сколько в числе повторных транзитов. Поэтому следующая важная дата — октябрь 2027 года, новый транзит Kepler-167e. Если на него выделят время, экзолуна, если она есть, обязана проявиться снова. А если сигнал не повторится, значит, это было пятно на звезде.

А как вы считаете, когда мы откроем и подтвердим первую экзолуну?

Обсерватория Веры Рубин обнаружила кандидата в карликовые планеты!

Объект получил обозначение 2026 ED138. Он находится примерно в 46 а.е. от Солнца, а его размер оценивают от 600 до 1500 км. Планета пряталась у плоскости Млечного Пути, среди множества фоновых звезд. Обсерватория Веры Рубин засекла ее по движению на фоне звездного неба, а затем ED138 нашли и на архивных снимках других обзоров начиная с 2016 года.

Возможно, стоит напомнить, что такое карликовая планета. По определению Международного астрономического союза, это тело, которое вращается вокруг Солнца и достаточно массивно, чтобы собственная гравитация придала ему круглую форму, но недостаточно, чтобы расчистить окрестности своей орбиты. Официально их пять: Плутон (2377 км), Эрида (2326 км), Хаумеа (около 1600 км), Макемаке (около 1430 км) и Церера (около 940 км). Получается, что при средней оценке ED138 чуть больше Цереры, а при максимальной превышает Макемаке.

И нет, это определенно не та самая Девятая планета Батыгина и Брауна. Гипотетическая планета должна быть в несколько раз больше Земли и находиться в сотнях астрономических единиц от Солнца. ED138 меньше Плутона и расположена относительно рядом с ним в поясе Койпера.

Чтобы уточнить ее размер и состав, понадобятся новые наблюдения, в том числе в инфракрасном диапазоне. Интересно, кто бы в этом мог помочь?

🎉 Нэнси Грейс Роман полностью технически работоспособен!

Об этом заявила Джули Макэнери, ведущий научный сотрудник проекта. Телескоп умеет наводиться, делать снимки, передавать данные на Землю и переключаться между целями. Значит, RST переходит к последнему этапу подготовки — научной калибровке.

Позади проверка обсерватории и главной камеры WFI. Инженеры опасались, что система точного наведения может столкнуться с трудностями в областях с высокой плотностью звезд или в пыльных туманностях, но тестовые наблюдения показали, что Роман справляется во всех случаях.

Осталось провести серию тестовых наблюдений, откалибровать, как приборы реагируют на свет, и довести качество изображения. После этого начнется научная работа.

Новыми пробными кадрами пока не поделились, но по заявлению они уже радуют. По словам команды, при наблюдении WFI сможет регистрировать объекты в сто миллионов раз слабее тех, что видны невооруженным глазом.

Выход на орбиту вокруг L2 ожидается в начале декабря, первые научные снимки планируют публиковать к началу 2027 года.