Încă de la desfășurarea sa în martie 2009, misiunea Kepler a detectat mii de candidați ai planetei extra-solare. De fapt, între 2009 și 2012, a depistat un număr de 4.496 de candidați și a confirmat existența a 2.337 de exoplanete. Chiar și după ce două dintre roțile sale de reacție au eșuat, nava spațială a reușit în continuare să apară planete îndepărtate ca parte a misiunii sale K2, reprezentând alți 521 de candidați și confirmând 157.
Cu toate acestea, potrivit unui nou studiu realizat de o pereche de cercetări de la Universitatea Columbia și un om de știință cetățean, Kepler poate să fi găsit, de asemenea, dovezi despre o lună extra-solară. După ce au cernut datele provenite de la sute de tranzite detectate de misiunea Kepler, cercetătorii au găsit un exemplu în care o planetă tranzitorie arăta semne că are un satelit.
Studiul lor - care a publicat recent online sub titlul „HEK VI: On Dearth of Galileean Analogs in Kepler and the Exomoon Candplate Kepler-1625b I” - a fost condus de Alex Teachey, student absolvent la Universitatea Columbia și absolvent de cercetare Fundația Națională de Știință (NSF). I s-au alăturat David Kipping, profesor asistent de astronomie la Universitatea Columbia și investigatorul principal al proiectului „Hunt for Exomoons” cu proiectul Kepler (HEK), și Allan Schmitt, un om de știință cetățean.
De ani buni, dr. Kipping a căutat în baza de date Kepler pentru dovezi ale exomoonilor, ca parte a HEK. Acest lucru nu este surprinzător, având în vedere tipurile de oportunități pe care exomoonii le prezintă pentru cercetarea științifică. În cadrul sistemului nostru solar, studiul sateliților naturali a dezvăluit lucruri importante despre mecanismele care conduc la formarea timpurie și târzie a planetei, iar lunile posedă caracteristici geologice interesante care se găsesc frecvent pe alte corpuri.
Din acest motiv, extinderea acestei cercetări la vânătoarea exoplanetelor este considerată necesară. Deja, misiunile de vânătoare exoplanetă precum Kepler au creat o multitudine de planete care contestă ideile convenționale despre modul în care formarea planetei și ce tipuri de planete sunt posibile. Cel mai de remarcat exemplu sunt giganții de gaz care au observat orbitarea foarte aproape de stelele lor (de asemenea, „Jupiteri calde”).
Ca atare, studiul exomoonilor ar putea oferi informații valoroase despre ce tipuri de sateliți sunt posibile și dacă lunile noastre sunt sau nu tipice. După cum a spus Teachey la Space Magazine prin e-mail:
„Exomoonii ne-ar putea spune multe despre formarea Sistemului nostru Solar și a altor sisteme stelare. Vedem luni în Sistemul nostru Solar, dar sunt comune în altă parte? Avem tendința să gândim așa, dar nu putem ști cu siguranță până nu le vom vedea de fapt. Dar este o întrebare importantă, deoarece, dacă aflăm că nu există prea multe lună, sugerează că ceva neobișnuit s-a petrecut în Sistemul nostru solar în primele zile și care ar putea avea implicații majore asupra modului în care viața a apărut în Pământ. Cu alte cuvinte, istoria sistemului nostru solar este comună în toată galaxia sau avem o poveste de origine foarte neobișnuită? Și ce spune asta despre șansele vieții care apar aici? Exomoonii stau să ne ofere indicii pentru a răspunde la aceste întrebări. ”
Ba mai mult, multe luni în Sistemul Solar - inclusiv Europa, Ganimele, Enceladus și Titan - sunt considerate a fi potențial locuibile. Acest lucru se datorează faptului că aceste corpuri au provizii constante de volatile (precum azot, apă, dioxid de carbon, amoniac, hidrogen, metan și dioxid de sulf) și posedă mecanisme interne de încălzire care ar putea furniza energia necesară pentru a alimenta procesele biologice.
Tot aici, studiul exomoonilor prezintă posibilități interesante, cum ar fi dacă pot fi sau nu locuibile sau chiar asemănătoare Pământului. Din aceste și alte motive, astronomii vor să vadă dacă planetele care au fost confirmate în sistemele stelare îndepărtate au sisteme de lună și ce condiții sunt ca acestea. Dar după cum a indicat Teachey, căutarea exomoonilor prezintă o serie de provocări în comparație cu vânătoarea exoplanetelor:
„Lunile sunt dificil de găsit, deoarece 1) ne așteptăm să fie destul de mici de cele mai multe ori, ceea ce înseamnă că semnalul de tranzit va fi destul de slab pentru a începe și 2) de fiecare dată când o planetă tranzitează, luna va apărea într-un mod diferit loc. Acest lucru le face mai dificil de detectat în date, iar modelarea evenimentelor de tranzit este semnificativ mai costisitoare din punct de vedere al calculului. Însă munca noastră folosește lunile care apar în diferite locuri, luând semnalul mediu în timp în multe evenimente de tranzit diferite și chiar și în multe sisteme exoplanetare diferite. Dacă lunile sunt acolo, vor efectua în timp un semnal de o parte și de alta a tranzitului planetar în timp. Atunci trebuie să modelăm acest semnal și să înțelegem ce înseamnă în ceea ce privește dimensiunea lunii și rata de apariție. "
Pentru a localiza semne de exomooni, Teachey și colegii săi au căutat prin baza de date Kepler și au analizat tranzitele a 284 de candidați exoplanet în fața stelelor respective. Aceste planete variau de la dimensiuni asemănătoare Pământului până la diametrul asemănător lui Jupiter și își orbitau stelele la o distanță cuprinsă între ~ 0,1 și 1,0 AU. Apoi au modelat curba de lumină a stelelor folosind tehnicile de pliere a fazelor și stivuire.
Aceste tehnici sunt utilizate în mod obișnuit de către astronomii care monitorizează stelele pentru scufundări în luminozitate care sunt cauzate de tranzitele planetelor (adică metoda de tranzit). După cum a explicat Teachey, procesul este destul de similar:
„Practic, am împărțit datele seriilor de timp în bucăți egale, fiecare piesă având un tranzit al planetei la mijloc. Și atunci când stivuim aceste piese împreună, vom putea avea o imagine mai clară a aspectului de tranzit ... Pentru căutarea pe lună facem în esență același lucru, doar acum analizăm datele din afara tranzitului principal planetar. Odată ce stivuim datele, luăm valorile medii ale tuturor punctelor de date într-o anumită fereastră de timp și, dacă este prezentă o lună, ar trebui să vedem acolo o lumină stelară care lipsește, ceea ce ne permite să deducem prezența lor. ”
Ceea ce au găsit a fost un singur candidat situat în sistemul Kepler-1625, o stea galbenă situată la aproximativ 4000 de ani lumină de Pământ. Desemnată Kepler-1625B I, această lună orbitează pe gigantul mare de gaz care se află în zona locuibilă a stelei, este de 5,9 până la 11,67 ori mai mare decât Pământul și își orbitează steaua cu o perioadă de 287,4 zile. Acest candidat exomoon, dacă ar trebui confirmat, va fi primul exomoon descoperit vreodată
Rezultatele echipei (care așteaptă revizuirea colegilor) au demonstrat, de asemenea, că lunile mari trebuie să fie o întâmplare rară în regiunile interioare ale sistemelor stelare (în 1 UA). Aceasta a fost ceva surprinzător, deși Teachey recunoaște că este în concordanță cu lucrările teoretice recente. În conformitate cu ceea ce sugerează unele studii recente, planetele mari precum Jupiter și-ar putea pierde lunile în timp ce migrează spre interior.
Dacă acest lucru ar trebui să se dovedească a fi cazul, atunci ceea ce Teachey și colegii săi au fost martori ar putea fi văzuți ca o dovadă a acestui proces. Ar putea fi, de asemenea, o indicație pentru că misiunile noastre actuale de vânătoare a exoplanetelor ar putea să nu fie în sarcina de a detecta exomoonii. În următorii ani, misiunile din generațiile viitoare trebuie să furnizeze analize mai detaliate despre stelele îndepărtate și sistemele lor planetare.
Cu toate acestea, după cum a indicat Teachey, acestea ar putea fi limitate în ceea ce privește ceea ce pot detecta și pot fi necesare strategii noi în cele din urmă:
„Raritatea lunilor din regiunile interioare ale acestor sisteme stelare sugerează că lunile individuale vor rămâne dificil de găsit în datele Kepler, iar misiunile viitoare precum TESS, care ar trebui să găsească o mulțime de planete cu perioadă foarte scurtă, vor avea, de asemenea, dificultăți în găsirea timpului. aceste luni. Este probabil că lunile, pe care încă ne așteptăm să le aflăm undeva acolo, vor sta în regiunile exterioare ale acestor sisteme stelare, la fel cum se întâmplă în Sistemul nostru solar. Dar aceste regiuni sunt mult mai dificil de identificat, așa că va trebui să devenim și mai inteligent despre modul în care arătăm aceste lumi cu seturi de date prezente și viitoare. "
Între timp, cu siguranță, putem fi renunțați la faptul că primul exomoon pare să fi fost descoperit. În timp ce aceste rezultate așteaptă revizuirea colegilor, confirmarea acestei luni va însemna oportunități suplimentare de cercetare pentru sistemul Kepler-1625. Faptul că această lună orbitează în zona locuibilă a stelei este, de asemenea, o caracteristică interesantă, deși probabil că luna în sine nu este locuibilă.
Totuși, posibilitatea unei luni locuibile care orbitează pe un gigant cu gaz este cu siguranță interesantă. Vi se pare ceva ca s-ar putea să apară în unele filme de science-fiction?
