Nu cu mult timp în urmă, astronomii au început să descopere primele planete în jurul altor stele. În mod surprinzător, potențialul pentru a face acest lucru nu poate fi atât de departe.
Înainte de a explora cum am putea detecta sateliții planetelor îndepărtate, astronomii trebuie să încerce mai întâi să înțeleagă ce pot căuta. Din fericire, această întrebare se leagă bine de înțelegerea rapidă a modului în care se formează sistemele solare.
În general, există trei mecanisme prin care planetele pot obține sateliți. Cel mai simplu este ca aceștia să se formeze pur și simplu dintr-un singur disc de acreție. Un alt lucru este că un impact masiv ar putea distruge materialul unei planete care se formează într-un satelit așa cum cred că astronomii cred că s-a întâmplat cu propria noastră Lună. Unele estimări au indicat că astfel de impacturi ar trebui să fie frecvente și că 1 din 12 planete ca Pământul ar fi putut forma lunile în acest fel. În cele din urmă, un satelit poate fi un asteroid sau o cometă capturată, așa cum este probabil pentru multe dintre lunile din Jupiter și Saturn.
Fiecare dintre aceste cazuri produce o gamă diferită de mase. Corpurile capturate sunt probabil cele mai mici și, de aceea, este puțin probabil să fie detectabile în viitorul apropiat. Lunile generate de impact sunt de așteptat să poată forma doar corpuri cu 4% din masa totală a planetei și, ca atare, sunt destul de limitate. Cele mai mari luni sunt gândite să se formeze în discurile din jurul formând Jupiter asemenea planetelor. Acestea sunt cele mai probabil să fie detectabile.
Prima metodă prin care astronomii pot detecta astfel de luni este prin modificările pe care le-ar face în vobul stelei care a fost folosit pentru a detecta multe planete extrasolare până în prezent. Astronomii au studiat deja modul în care o pereche de stele binare poate afecta un sistem de stele binare poate avea pe o a treia stea pe care o orbitează. Dacă steaua binară este schimbată pe o planetă și o lună, se dovedește că cele mai ușoare sisteme de detectat sunt lunile masive, care sunt îndepărtate de planetă, dar apropiate de stea-mamă. Cu toate acestea, cu excepția cazurilor extreme, cantitatea de ondulație pe care perechea ar putea-o induce în stea este atât de mică încât ar fi înghițită de mișcarea convectivă a suprafeței stelei, ceea ce face detectarea prin această metodă aproape imposibilă.
Astronomii au început să detecteze un număr mare de exoplanete prin tranzit, unde planeta provoacă eclipse minore. Ar putea astronomii să detecteze și prezența lunilor în acest fel? În acest caz, limita la detectare ar fi din nou bazată pe dimensiunea lunii. În prezent, Kepler satelitul este de așteptat să detecteze planete similare în masă cu Pământul. Dacă lunile există în jurul unei planete super-joviene care au și dimensiuni similare cu Pământul, acestea ar trebui să fie detectate. Cu toate acestea, formarea lunilor atât de mare este dificilă. Cea mai mare lună din sistemul solar din Ganymede, care este de 40% din diametrul Pământului, situându-l în mod modest sub pragurile de detecție actuale, dar care poate atinge viitoarele misiuni exoplanetare.
Cu toate acestea, detectarea directă a eclipselor cauzate de tranzite nu este singura modalitate în care tranzitele pot fi utilizate pentru a descoperi exomoonii. În ultimii ani, astronomii au început să folosească vobul altor planete pe cele pe care le descoperiseră deja pentru a deduce existența altor planete în sistem, în același fel, remorcherul gravitațional al Neptunului din Uran a permis astronomilor să prezică existența lui Neptun înainte a fost descoperit. O lună suficient de masivă ar putea provoca variații detectabile în momentul în care tranzitul planetei va începe și se va sfârși. Astronomii au folosit deja această tehnică pentru a pune limite la masa potențialelor luni din jurul exoplanetelor HD 209458 și OGLE-TR-113b la mase 3 și respectiv 7 Pământ.
Primul exoplanet descoperit a fost descoperit în jurul unui pulsar. Tugul acestei planete a provocat o variație a pulsului regulat al ritmului pulsar. Pulsars bate de multe ori de la sute la mii de ori pe secundă și, ca atare, sunt indicatori extrem de sensibili ai prezenței planetelor. PSR B1257 + 12 pulsar este cunoscut pentru a adăposti o planetă care este doar 0,04% din masa Pământului, care este mult sub pragul de masă al multor luni. Ca atare, variațiile acestor sisteme, cauzate de lunile ar putea fi detectabile cu ajutorul tehnologiei actuale. Astronomii au folosit-o deja pentru a căuta lunile din jurul planetei care orbitează PSR B1620-26 și au exclus lunile mai mult de 12% din masa Jupiter în jumătate dintr-o unitate astronomică (distanța dintre Pământ și Soare sau 93 de milioane de mile) a planetei. .
Ultima metodă prin care astronomii au detectat planete care ar putea fi utilizate pentru exomoonii este observarea directă. Întrucât imaginea directă a exoplanetelor a devenit realizată doar în ultimii ani, această opțiune este probabil încă o cale de eliminare, dar misiunile viitoare precum Căutătorul Planetei Terestre Coronagraph ar putea să o pună pe tărâmul posibilității. Chiar dacă luna nu este pe deplin rezolvată, decalarea centrului punctului perechei poate fi detectată cu instrumente actuale.
În general, dacă explozia de cunoștințe pe sistemele planetare continuă, astronomii ar trebui să fie capabili să detecteze exomoonii în viitorul apropiat. Posibilitatea există deja pentru unele cazuri, cum ar fi planetele pulsar, dar datorită rarității lor, probabilitatea statistică de a găsi o planetă cu o lună suficient de mare este scăzută. Dar, deoarece echipamentele continuă să se îmbunătățească, reducând pragurile de detecție pentru diferite metode, primii exomooni ar trebui să fie vizionați. Fără îndoială, primele vor fi mari. Acest lucru va pune întrebarea despre ce fel de suprafețe și potențial atmosfere pot avea. La rândul său, acest lucru ar inspira mai multe întrebări despre ce poate exista viața.
Sursă:
Detectabilitatea lunilor planetelor extra-solare - Karen M. Lewis
