На этом фоне поиск аналогичных систем «Земля–Луна» за пределами Солнечной системы остается одной из важных задач астрономии, однако пока без подтвержденных результатов. В новой работе, размещенной в виде препринта на arXiv, исследователи из Массачусетского технологического института, Гарварда и Чикагского университета под руководством Эмили Пасс использовали космический телескоп Джеймса Уэбба для наблюдения перспективных кандидатов в экзолуны. Объектом изучения стала система TOI-700, расположенная примерно в 100 световых годах от Земли.
Звезда TOI-700 относится к классу M-карликов и уже известна несколькими экзопланетами. Среди них — TOI-700 d и TOI-700 e, планеты земного размера, находящиеся в потенциально обитаемой зоне. По расчетам авторов, именно эти объекты могли бы удерживать устойчивые спутники благодаря своей массе и гравитационным условиям.
Использование телескопа Джеймса Уэбба позволило значительно уточнить параметры системы. Орбитальные расчеты стали точнее примерно на порядок, а измерения радиусов планет улучшились: у TOI-700 d он составил около 1,145 радиуса Земли, у TOI-700 e — около 0,919.
Несмотря на высокую точность наблюдений, прямых признаков существования спутников обнаружить не удалось. Теоретически телескоп способен фиксировать экзолуны по изменению яркости звезды на уровне примерно 20 частей на миллион, что достаточно для поиска объектов, сопоставимых с Луной.
Однако анализ данных выявил серьезное препятствие — выраженный «красный шум». Он связан с процессами на поверхности звезды, в частности с грануляцией плазмы. Сигнал повторялся с периодом около 16 минут и имел амплитуду примерно 46 ppm, что полностью перекрывает возможный сигнал от экзолуны.
Из-за этого ограничения исследователи пришли к выводу, что текущие наблюдения позволяют обнаруживать лишь достаточно крупные спутники — размером больше Ганимеда, крупнейшего спутника в Солнечной системе, и только на орбитах длительностью свыше двух дней.
При этом работа выявила важный момент: если удастся создать алгоритмы, эффективно подавляющие звездный шум, уже собранные данные могут содержать скрытые сигналы экзолун. Это означает, что потенциальное открытие может находиться в архиве наблюдений, но пока остается недоступным для анализа.
Поиск экзолун традиционно сталкивается с подобными трудностями. Ранее предполагаемые сигналы часто объяснялись прохождением планет по пятнам на звездах или статистическими погрешностями. Некоторые исследователи даже переключились на альтернативные методы, пытаясь искать спутники напрямую у экзопланет, чтобы минимизировать влияние звездного фона.
Несмотря на отсутствие подтвержденных открытий, ученые продолжают работать над методами выделения слабых сигналов. Развитие моделей обработки данных и шумоподавления может стать ключом к обнаружению первых экзолун в ближайшие годы.
