Исследования экзопланет в последние годы сделали огромный шаг вперёд благодаря космическим телескопам нового поколения. Одним из главных инструментов стал телескоп Джеймса Уэбба (JWST), а особенно его спектрограф NIRSpec, который позволяет получать точные данные во время транзитов — моментов, когда планета проходит перед своей звездой.
Транзиты и их значение
Метод транзитов остаётся одним из основных способов изучения атмосфер и движения экзопланет. Когда планета закрывает часть света звезды, телескоп фиксирует изменения яркости и спектра. Эти данные помогают определить размер планеты, состав её атмосферы и даже особенности её орбиты.
Современные режимы работы NIRSpec созданы так, чтобы эффективно наблюдать самые яркие звезды. Но высокая чувствительность приводит и к техническим сложностям: например, возникает коррелированный шум, связанный с электроникой считывания и колебаниями наведения телескопа. Поэтому исследователи разрабатывают специальные алгоритмы, которые позволяют «очистить» измерения и получить более точные результаты.
Орбитальный распад: как планеты могут погибать
Одно из ключевых явлений, обсуждаемых в работе, — орбитальный распад горячих юпитеров. Теория предсказывает, что некоторые крупные планеты, находящиеся очень близко к своим звёздам, постепенно теряют орбитальную энергию из-за приливных взаимодействий.
Известно как минимум одно реальное свидетельство — планета WASP-12 b, орбита которой уменьшается примерно на 30 миллисекунд в год. Если процесс продолжится такими темпами, планета будет разрушена всего через несколько миллионов лет.
Причина распада — приливные волны внутри звезды. Планета вызывает в недрах светила колебания, которые рассеиваются и отнимают энергию у орбиты. Чем ближе планета и чем массивнее звезда, тем быстрее происходит падение. Для типичного горячего юпитера процесс может занимать от нескольких миллионов до десятков миллионов лет.
Как телескопы фиксируют изменения орбит
Чтобы подтвердить орбитальный распад, астрономам нужно измерять времена транзитов с невероятной точностью — иногда до одной секунды. JWST позволяет делать это почти в 60 раз точнее, чем TESS, благодаря большему зеркалу.
Точность наблюдений зависит от:
- уровня шума в данных,
- глубины транзита,
- длительности фазы входа планеты на диск звезды.
Чем выше точность, тем легче заметить малейшие изменения орбитального периода.
Поиски экзолун
В документе также рассматривается другая важная тема — возможность обнаружения лун у экзопланет. Пока нет ни одного подтверждённого случая, но несколько кандидатов уже обсуждаются, например возможные спутники у Kepler-1625 b и Kepler-1708 b.
Луны могут проявлять себя через:
- вариации времени транзита планеты (TTV),
- изменения его продолжительности (TDV).
Эти сигналы очень слабы, но JWST и будущие наблюдательные программы могут впервые подтвердить существование экзолун. Уже запланированы проекты, направленные на поиск спутников у таких планет, как Kepler-167 e и TOI-700 d/e.
Значение работы
Документ подчёркивает, что сочетание точных данных, мощных телескопов и новых методов обработки обеспечивает качественный скачок в понимании:
- эволюции планетных систем,
- гибели горячих юпитеров,
- возможного существования экзолун,
- механизмов взаимодействия планет со звёздами.
JWST, и особенно его спектрограф NIRSpec, уже приносит уникальные результаты: от анализа атмосфер до детального изучения динамики орбит. Это открывает путь к новым открытиям и более полному пониманию того, как формируются и живут планеты за пределами Солнечной системы.
Источники:
Статья создана по материалам работы https://arxiv.org/pdf/2512.06120v1
