Экзолуны будут искать по их радиоволнам

Ученые, которые ведут охоту на жизнь за пределами Земли, обнаружили более 1800 планет за пределами нашей Солнечной системы, или экзопланет, если точнее. Тем не менее не было ни одной подтвержденной и обнаруженной экзолуны. Как же их найти?

Физики из Техасского университета в Арлингтоне считают, что ряд выбросов радиоволн может привести нас к эффективному поиску экзолун. Их недавние находки описывают выбросы радиоволн, которые стали результатом взаимодействий между магнитным полем Юпитера и его луной Ио. Ученые предлагают использовать детальные расчеты динамики Юпитера/Ио для наблюдения радиоизлучений, по которым можно будет найти луну, вращающуюся вокруг экзопланеты.

В своей работе команда с «осторожным оптимизмом» точно указала на две экзопланеты, где сообщество астрономов может применить расчеты, полученные в рамках этого исследования, для поиска экзолун размером с Луну. Это Gliese 876b, которая всего в 15 световых годах от нас, и Эпсилон Эридана b, которая в 10,5 световых годах от Земли. Современные телескопы могут быть использованы для обнаружения экзолун в ближайших к нам планетарных системах, а когда появятся более мощные телескопы, появится и возможность взглянуть на более далекие спутники чужих планет.

«Большинство обнаруженных экзопланет являются газовыми гигантами, большинство из них находится в потенциально обитаемой зоне. Эти газовые гиганты не могут поддерживать жизнь, но их луны — вполне».

Профессор Здислав Мусилак, профессор физики в Техасском университете и соавтор работы, сообщил следующее:

«Это новый способ взглянуть на все эти вещи. Мы спросили себя: а что, если этот механизм работает и за пределами нашей Солнечной системы? Затем провели расчеты и выяснилось, что спутники планет в некоторых звездных системах действительно могут быть обнаружены таким образом».

Идея жизни, процветающей на луне, не раз вдохновляла научных фантастов. Ученые даже полагают, что некоторые из лун в нашей собственной звездной системе — вроде Энцелада и Европы — являются хорошими кандидатами для поддержания жизни по своему составу атмосферы, потенциального наличия воды и расстояния от Солнца.

Трудности возникают при попытке обнаружить экзолуну с использованием существующих методов, говорит Мусилак. Телескоп NASA «Кеплер», например, измеряет изменения яркости звезды, чтобы определить транзит, или прохождение, вращающейся вокруг нее планеты. С уверенностью определить, проходит ли по курсу транзита луна, пока не удавалось.

Команда ученых Арлингтона основывается на более ранних теориях об использовании радиоволнового наблюдения для обнаружения экзопланет, но применяет его по-новому. Их внимание сосредоточено на Ио и ее ионосфере, заряженных верхних слоях атмосферы, которые, скорее всего, образуются вследствие мощной вулканической деятельности луны.

Во время орбитального хода ионосфера Ио взаимодействует с магнитосферой Юпитера, слоем заряженной плазмы, которая защищает планету от радиации, в результате чего происходит выброс радиоволн. Эти «всплески декаметровых волн Ио», как считают ученые, могут стать ключом к прогнозированию существований других лун.

Крайне важно помнить при моделировании условий для других пар планета/луна, что другие луны не обязательно должны иметь вулканическую активность.

«Большие луны — вроде крупнейшего спутника Сатурна, Титана — могут обладать плотной атмосферой, а также и ионосферой. Поэтому вулканическая активность не является обязательным требованием».

Кроме того, в работе упоминаются Альфвеновские волны, которые производятся в процессе взаимодействия магнитосфер Ио и Юпитера, и отмечается, что эти волны также могут использоваться для выявления экзолун в подобных ситуациях. Альфвеновские волны — это рябь плазмы в магнитном поле, впервые описанная Ханнесом Альфвеном в начале 1940-х годов.