Что мы знаем о спутниках экзопланет? Существуют ли они или это плод нашего воображения? В тоже время, мы понимаем, что скорее всего спутники есть, но мы не можем быть в этом уверены, пока не узнаем об этом точно. Таков наш метод познания окружающего мира. Буквально пару лет назад астрономы начали утверждать, что наконец обнаружили экзоспутники вокруг двух экзопланет: Kepler-1625b и Kepler-1708b. Так ли это? Это был захватывающий результат, хотя исследователи предупредили, что их выводы неокончательные. Они надеялись, что “Хаббл” сможет подтвердить наличие экзоспутников. «Наконец, мы сообщаем о доказательствах существования экзоспутника-кандидата Kepler-1625b I, которую мы кратко описываем в преддверии запланированных наблюдений объекта на космическом телескопе “Хаббл”», – пишут авторы.
Совсем недавно Рене Хеллер и Майкл Хиппке написали в Nature Astronomy, что данные, на которые опирались Тичи и другие, не доказывают существование экзоспутников. “Вероятность наличия спутника на орбите Kepler-1708b явно ниже, чем сообщалось ранее”, – заявил соавтор исследования Михаэль Хиппке из Зоннебергской обсерватории. “Полученные данные не свидетельствуют о существовании экзоспутника вокруг Kepler-1708b”, – добавил он. Хеллер и Хиппке сказали то же самое о Kepler-1625b.
Теперь группа исследователей, включая двух авторов оригинального исследования 2017 года, которое показало наличие экзоспутника, Дэвида Киппинга и Алекса Тичи, ответила Хеллеру и Хиппке.
“Недавно Хеллер и Хиппке заявили, что кандидаты в экзоспутники Kepler-1625 b-i и Kepler-1708 b-i якобы “опровергнуты”, – пишут Киппинг и Тичи. Они утверждают, что Хеллер и Хиппке отбросили слишком много полезных данных, исключив подтверждающий наличие экзоспутников сигнал в кривых блеска Хаббла для Kepler-1625 b-i. Их ответ содержится в статье Matters Arising, находящейся на рассмотрении в Nature Astronomy.
Обнаружить экзоспутники чрезвычайно сложно. Единственным доказательством являются кривые блеска. Две экзопланеты, о которых идёт речь, Kepler-1625 b и Kepler-1708b, находятся на расстоянии 8 200 и 5 500 световых лет соответственно. Мы часто рассуждаем о галактиках, удалённых от нас на несколько миллиардов световых лет, эти две экзопланеты находятся на огромном расстоянии, если говорить о планетах. Легко забыть об этом – как и о том, насколько трудно их наблюдать.
Иллюстрация системы Кеплера 1625. Звезда вдалеке называется Kepler 1625. Газовый гигант – Kepler 1625B, а экзолуна, вращающаяся вокруг него, не имеет названия. Существует ли луна на самом деле? Или это шум в сигнале?
Кеплер нашёл пару экзопланет в этой работе с помощью транзитного метода. Транзитный метод измеряет провал в свете звезды, вызванный прохождением планеты перед своей звездой. В результате транзита получается кривая блеска, которую астрономы анализируют на предмет наличия планеты. Экзоспутник у планеты, обнаруженной транзитным методом, создаёт свой собственный провал в свете – если хотите, субтранзит.
Но эти особенности кривой блеска сложно заметить в полученных данных. Чтобы найти их, требуется детальный анализ. Кривые блеска экзоспутника намного слабее, чем кривые блеска экзопланет. Поскольку они такие слабые, шум в сигнале может затушевать их или даже дать ложные сигналы. Только структурированный анализ может выявить эти слабые кривые блеска экзоспутника, и анализировать такого рода данные можно разными способами. Разные исследователи используют различные методы, модели и алгоритмы для анализа данных, а иногда даже исключают данные, которые сохраняют другие исследователи. Так что всё не так просто.
В данном случае Киппинг и Тичи утверждают, что Хеллер и Хиппке допустили ошибки в своём анализе, а также исключили важную информацию. “Мы показываем, что их кривая блеска Хаббла имеет ~20% более высокий уровень шума и отбрасывает 11% полезных данных, что ставит под угрозу её способность восстановить тонкий сигнал Kepler-1625 b-i”, – пишут Киппинг и Тичи.
Нечто подобное произошло и с Kepler-1708 b-i. Киппинг и Тичи пишут, что Хеллер и Хиппке неправильно обработали некоторые данные, особенно выбор, который они сделали при детрендинге. Детрендинг – это удаление трендов из данных, чтобы выявить в них циклические и другие закономерности. Анализ и детрендинг Хеллера и Хиппке указывали на отсутствие экзоспутника вокруг Kepler-1708 b-i. Но когда Киппинг и Тичи проанализировали работу Хеллера и Хиппке, они заявили, что смогли “… восстановить исходный сигнал спутника, причём с ещё большей уверенностью, чем раньше”.
Киппинг и Тичи подчёркивают: “Мы начинаем с того, что сначала чётко заявляем: оба кандидата в экзоспутники могут оказаться фикцией. Наше первоначальное и дальнейшее утверждение скромно: эти объекты – кандидаты, для которых данные демонстрируют существенные, но не совсем убедительные свидетельства в пользу существования экзоспутников”.
Kepler-1708b.
Киппинг и Тичи говорят, что анализ Хеллера и Хиппке несовершенен. Для Kepler-1708 b-i кривая блеска всё ещё показывает потенциальную возможность наличия экзоспутника, показанную на всех панелях ниже пунктирной линией.
В своей работе 2023 года, опровергающей экзоспутниковое объяснение, Хеллер и Хиппке написали: “Предполагаемый транзитный сигнал экзоспутника не отличается от других источников вариаций на кривой блеска, которые, вероятно, имеют звёздное или систематическое происхождение”. Однако работа Киппинга и Тичи показывает, что кривая всё ещё присутствует в данных.
Кеплер-1625 b-i
Киппинг и Тичи также не согласны с анализом Кеплера-1625 b-i, проведённым Хеллером и Хиппке. Киппинг и Тичи снова утверждают, что другие исследователи допустили ошибки в своём анализе. Во-первых, Хеллер и Хиппке удалили первую экспозицию на каждой орбите. Это означает, что количество ценных данных уменьшилось на 11 %. К и Т объясняют, что удаление такого количества данных не позволяет обнаружить столь слабый сигнал экзомузыки.
K и T также отмечают, что Хеллер и Хиппке не предоставили важные данные по запросу, даже по электронной почте. Это может быть тревожным сигналом, а может иметь простое объяснение. Однако нежелание поделиться важными данными с другими исследователями – это не очень хорошо. “Авторы также не приводят описания своего сокращения данных Хаббла, что является тревожным упущением, учитывая пресловутое большое количество вариантов, необходимых для интерпретации инструмента с такой сильной систематикой”, – пишут K и T.
На этом изображении показаны кривые блеска для Kepler-1625 b и его потенциального экзоспутника. A – из публикации Хеллера и др. в 2019 году, в которой K и T все же смогли найти сигнал экзоспутника, несмотря на то, что Х и Х его пропустили. B – подгонка K и T к тем же данным, где кривая экзоспутника чётко восстанавливается. C – сравнение данных Х и Х из двух работ, 2019 и 2023 годов, показывающее, что они идентичны. D – анализ K и T кривых блеска Х и Х за 2023 год, где снова отчётливо виден сигнал экзоспутника.
“Хеллер и Хиппке пришли к выводу, что кандидаты в экзомоны Kepler-1625 b-i и Kepler-1708 b-i маловероятны, но мы показали, что их аргументы в корне ошибочны, они проистекают из многочисленных вариантов и интерпретаций, которые не выдерживают тщательной проверки”, – пишут Киппинг и Тичи.
Если Хеллер и Хиппке не ответят на этот вопрос, последнее слово останется за Киппингом и Тичи. “Мы приходим к выводу, что существование обоих кандидатов не опровергнуто, но, безусловно, данные требуют дальнейших наблюдений”.
Автор: Вячеслав Голованов @SLY_G
Источник: https://habr.com/
