Могут ли у спутников быть свои луны?

Временами любознательные дети задают вопросы, на которые родители не всегда могут ответить. Сын астронома Джуны Коллмейер (Juna Kollmeier) из Института Карнеги однажды спросил: "Могут ли у спутников быть свои спутники?". Точного ответа она дать не смогла, но решила получше разобраться в вопросе. 

Насколько учёные могут судить, ни одна из планет Солнечной системы не имеет субспутников – то есть лун, вращающихся вокруг спутников планет.

Поясним, что спутники лун не имеют официального названия, что логично, учитывая то, что астрономы их никогда не находили. Впрочем, это не помешало исследователям предложить несколько названий: субспутник, или лунная луна.

Коллмейер и астроном Шон Раймонд (Sean Raymond) из Университета Бордо объединились, дабы с уверенностью ответить на детский вопрос.

В своей статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, они описывают, как проводили моделирование, чтобы определить, может ли луна иметь собственного "подопечного".

Они провели анализ, который показал, что крошечные сублуны (порядка десяти километров в радиусе) могут оставаться невредимыми, соседствуя с большими спутниками на достаточно близком расстоянии (их не будет притягивать и уничтожать их старший брат). Они будут связаны за счёт гравитации основного спутника, а не планеты. При этом "основная" луна должна быть значительно удалена от планеты.

Спутники, которые находятся слишком близко к своим родительским планетам или являются небольшими по размеру, могут потерять свои сублуны из-за приливных сил планеты. Такие силы способны уничтожить субспутник, заставив его врезаться в луну или в саму планету. Есть и третий вариант: приливные силы могут отправить крошечную лунную луну в далёкое космическое путешествие.

Всё это говорит о необходимости достаточного расстояния между луной и планетой, чтобы субспутник не был захвачен гравитацией планеты.

Как уже отмечалось выше, в Солнечной системе нет субспутников. Правда, учёные предположили, что некоторые луны могли обладать ими в прошлом. В частности, речь идёт о земной Луне, юпитерском спутнике Каллисто, а также о Япете, спутнике Сатурна.

Коллмейер изучает спутники уже несколько лет, и последние новости о доказательстве существования экзолун (спутников планет в других звёздных системах) пробуждают ещё больший интерес исследовательницы к этой теме. К слову, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о недавнем открытии такого рода.

Используя знаменитый телескоп "Хаббл", астрономы наблюдали звезду Kepler-1625 до, во время и после транзита планеты по её диску. Через 3,5 часа после окончания "затмения" началось новое падение яркости, но гораздо более слабое. Оно было очень похоже на транзит экзолуны.

Специалисты вычислили параметры гипотетической экзолуны: её масса составляет 1,5% от массы родительской планеты, которая в несколько раз тяжелее Юпитера. Кажется, что её масса незначительна, но этот экзоспутник по массе приближается к Нептуну.

Учитывая огромный размер экзолуны, велика вероятность того, что у неё может быть собственный спутник: сублуна.

Астрофизик Мишель Баннистер (Michele Bannister) из Университета Квинс в Белфасте считает тему сублун довольно интригующей. Но ей хотелось бы увидеть более глубокий анализ с использованием больших данных. По её мнению, без более точных расчётов трудно определить, мог ли быть спутник у Луны. Коллмейер согласна с тем, что пока их работу можно назвать предварительной. Её сын, скорее всего, не будет удовлетворён прогрессом, шутит учёный.

Тем не менее это важный вопрос. "Я рада, что люди заинтересованы в этом, и я надеюсь, что в дальнейшем будет проведено ещё больше работы благодаря этому [исследованию]", — заключает Коллмейер.

Статья закладывает хорошую основу для будущих исследований вероятных лунных лун, а также помогает лучше понять историю формирования планет и их спутников