Ученые подозревают существование вулканически активной экзолуны

Это предложила международная группа исследователей во главе с Университетом Берна на основании теоретических предсказаний, соответствующих наблюдениям. «Экзо-Ио» может оказаться экстремальной версией спутника Юпитера Ио.

Луна Юпитера Ио - наиболее вулканически активное тело в Солнечной системе. Сегодня есть признаки того, что активная луна вне Солнечной системы, экзо-Ио, может находиться в системе экзопланет WASP-49b.

«Это был бы опасный вулканический мир с расплавленной поверхностью из лавы, лунная версия близких суперземель, таких как 55 Рака e», - говорит Апурва Оза, научный сотрудник Физического института Бернского университета и сотрудник NCCR. Планеты, похожей на «место, куда джедаи отправлялись умирать, опасно знакомое Энакину Скайуокеру». Но объект, который Оза и его коллеги описывают в своих работах, кажется даже более экзотическим, чем научная фантастика «Звездных войн»: возможная экзолуна находится на орбите вокруг горячей гигантской планеты, которая, в свою очередь, облетит вокруг своей звезды менее чем за 3 дня - сценарий на расстоянии 550 световых лет в неприметном созвездии Зайца, под ярким созвездием Ориона.

Астрономы еще не обнаружили каменистую луну за пределами нашей Солнечной системы, но на основании косвенных доказательств исследователи в Берне пришли к выводу, что экзо-Ио существует: газообразный натрий был обнаружен на WASP 49-b на аномально большой высоте.

«Нейтральный газообразный натрий находится так далеко от планеты, что вряд ли испускается исключительно планетарным ветром», - говорит Оза. Наблюдения Юпитера и Ио, проведенные международной группой, наряду с расчетами потери массы показывают, что экзо-Ио может быть очень вероятным источником натрия на WASP 49-b.

В 2006 году Боб Джонсон из Университета Вирджинии и Патрик Хаггинс из Нью-Йоркского университета показали, что большое количество натрия на экзопланете может указывать на скрытую луну или кольцо материала, и десять лет назад исследователи из Вирджиния подсчитала, что такая компактная система из трех тел: звезды, близкой гигантской планеты и луны может быть стабильной в течение миллиардов лет. Апурва Оза решил подобрать теоретические расчеты этих исследователей. И теперь опубликовал результаты своей работы вместе с Джонсоном и коллегами в Astrophysical Journal.

«В такой системе ключом ко всему являются огромные приливные силы», - объясняет астрофизик. Энергия, выделяемая приливами на планету и ее луну, поддерживает стабильность орбиты луны, одновременно нагревая ее и делая вулканически активной. В своей работе исследователи смогли показать, что маленькая скалистая луна может выбрасывать больше натрия и калия в космос через этот экстремальный вулканизм, чем большая газовая планета, особенно на больших высотах.

Исследователи сравнили свои расчеты с этими наблюдениями и нашли 5 систем-кандидатов, где скрытая экзолуна может выжить вопреки разрушительному термическому испарению. Наблюдаемые данные о WASP 49-b может лучше всего объяснить существование экзо-Ио. Но есть и другие варианты. Например, экзопланета может быть окружена кольцом ионизированного газа или нетепловыми процессами. «Нам нужно найти больше улик», - признается Оза. Поэтому исследователи полагаются на дальнейшие наблюдения с помощью наземных и космических приборов.

«Пока текущая волна исследований направлена ??на обитаемость и биосигнатуры, наше исследование является признаком разрушения», - говорит астрофизик. Несколько из этих миров могут быть разрушены за несколько миллиардов лет из-за крайней потери массы. «Самое интересное в том, что мы можем отслеживать эти разрушительные процессы в режиме реального времени, как фейерверки», - говорит Оза.