Жодного підтвердженого супутника біля планет за межами Сонячної системи досі не виявили. Причиною вважали шум у детекторах телескопа і плями на поверхні материнської зорі. Вони нібито створюють непереборну межу чутливості для пошуку невеликих тіл. Нове дослідження спростовує це припущення. Перешкоду прибирає багаторазове спостереження однієї планети.
Рекордна межа чутливості
Астроном Девід Кіппінг з Колумбійського університету опрацював дані дванадцяти проходжень планети LP 890-9 c на тлі материнської зорі. Результат вийшов негативним. З імовірністю 95 відсотків біля неї немає супутників, більших за 0,1 радіуса Землі. Це найчутливіший пошук такого роду за всю історію позасонячних спостережень. Препринт роботи на arXiv ще не пройшов офіційного рецензування.
Радіус можливих супутників цієї планети не перевищував би приблизно 640 кілометрів. Місяць майже втричі більший, тож тіло його розміру біля LP 890-9 c помітили б напевно.
Червоний шум і поодинокий транзит
Попередні спроби спирались на одне-єдине проходження планети перед зорею. Так шукали супутник біля газового гіганта Kepler-167 e. Комп’ютерні моделі дали хибний результат через так званий «червоний шум». Виявити щось помітно менше за Землю в таких умовах було неможливо.
Природа цих завад цілком прозаїчна, як пише Universe Today. Детектор повільно нагрівається, наведення телескопа трохи дрейфує, а на поверхні самої зорі з’являються плями. Усе це створює плавні хибні коливання яскравості.
Ефект усереднення даних
Рух супутника підпорядкований законам небесної механіки. Тіло опиняється у передбачуваному місці в передбачуваний момент, а не там, де стався збій апаратури. Приладові завади і зоряні плями щоразу повторюються по-різному.
Тому усереднення кількох спостережень поступово згладжує завади. Один із дванадцяти сеансів LP 890-9 c був помітно зашумленим. Після додавання даних лише одного чистого проходження чутливість зросла суттєво.
Планета робить повний оберт навколо зорі за 8,46 доби, тому дванадцять послідовних транзитів займають близько ста діб. Для цілей з довгими орбітами така сама серія розтягнулася б на роки.
Занадто близька орбіта
Відстань від LP 890-9 c до її ультрахолодного червоного карлика становить 0,04 астрономічної одиниці. Це приблизно десята частина відстані між Сонцем і Меркурієм. Припливні сили на такій дистанції надзвичайно потужні.
За мільярди років припливні сили або відривають супутник і відкидають його в міжзоряний простір, або навпаки затягують усередину, де тіло розпадається на кільця. Сам Девід Кіппінг говорить, що знайти тут супутник не очікував.
Питання часу спостережень
Мета роботи полягала в доведенні принципу, а не в полюванні на перший екзосупутник. Головний висновок стосується самого інструмента. У James Webb немає шумової межі, яка блокувала б пошук невеликих супутників, хоча астрономи припускали протилежне кілька останніх років.
Практичне обмеження лежить в іншій площині. Час на цьому телескопі належить до найдефіцитніших ресурсів астрономії, а серія з дванадцяти сеансів коштує дорого. Тепер такі заявки конкуруватимуть з рештою програм уже без посилання на технічну неможливість.
