Amióta 2009 márciusában kihelyezték, a Kepler küldetés több ezer naprendszeren kívüli bolygó jelöltet észlelt. Valójában 2009 és 2012 között összesen 4496 jelöltet észlelt, és 2337 exobolygó létezését erősítette meg. Még azután is, hogy két reakciókereke meghibásodott, az űrszondának sikerült távoli bolygókat felkutatnia a K2-es küldetése során, további 521 jelöltet számlálva és 157-et megerősítve.
Szerint azonban a új tanulmány A Columbia Egyetem két kutatása és egy polgári tudós által végzett kutatás során Kepler bizonyítékot is találhatott egy napelemen kívüli holdra. A Kepler-misszió által észlelt több száz tranzit adatainak átvizsgálása után a kutatók egy olyan esetet találtak, amikor egy áthaladó bolygón műhold jelei mutatkoztak.
Tanulmányuk – amely nemrégiben jelent meg az interneten „ HEK VI: A Keplerben található galileai analógok hiányáról és az Exohold-jelölt Kepler-1625b I. ” – vezette Alex Teachey, a Columbia Egyetem végzős hallgatója és a National Science Foundation (NSF) diplomás kutatója. Hozzá csatlakozott David Kipping, a Columbia Egyetem csillagászati adjunktusa és a kutatás vezető kutatója. Az Exohold vadászata Keplerrel (HEK) projektje, valamint Allan Schmitt polgári tudós.
A művész benyomása a NASA Kepler űrszondájáról. Köszönetnyilvánítás: NASA
Dr. Kipping évek óta keresi a Kepler adatbázisban az exohold bizonyítékait a HEK részeként. Ez nem meglepő, ha figyelembe vesszük, hogy az exoholdak milyen lehetőségeket kínálnak a tudományos kutatás számára. Naprendszerünkön belül a természetes műholdak tanulmányozása fontos dolgokat tárt fel a korai és késői bolygóképződést előidéző mechanizmusokról, és a holdak érdekes geológiai jellemzőkkel rendelkeznek, amelyek általában más testeken is megtalálhatók.
Ez az oka annak, hogy szükségesnek tartják a kutatás kiterjesztését az exobolygók vadászatára. Az olyan exobolygóvadász küldetések, mint a Kepler, már rengeteg bolygót tártak fel, amelyek megkérdőjelezik a hagyományos elképzeléseket arról, hogy miként és milyen típusú bolygók lehetségesek. A legfigyelemreméltóbb példa a gázóriások, amelyek megfigyelték, hogy nagyon közel keringenek csillagaikhoz (más néven „forró Jupiterek”).
Mint ilyen, az exoholdak tanulmányozása értékes információkkal szolgálhat arról, hogy milyen műholdak lehetségesek, és hogy saját holdjaink tipikusak-e vagy sem. Ahogy Teachey e-mailben elmondta az Universe Today-nek:
„Az exoholdak sokat elárulhatnak Naprendszerünk és más csillagrendszerek kialakulásáról. Naprendszerünkben látunk holdakat, de gyakoriak máshol? Hajlamosak vagyunk így gondolni, de nem tudhatjuk biztosan, amíg nem látjuk őket. De ez egy fontos kérdés, mert ha megtudjuk, hogy nincs túl sok hold odakint, az azt sugallja, hogy valami szokatlan dolog történt a naprendszerünkben a korai időkben, és ez jelentős hatással lehet arra, hogyan keletkezett az élet a Földön. Föld. Más szóval, Naprendszerünk története általános az egész galaxisban, vagy van egy nagyon szokatlan eredettörténetünk? És mit mond ez az élet itt felmerülő esélyeiről? Az Exoholdak támpontokat kínálnak számunkra ezekre a kérdésekre.
Montázs a Naprendszerünk néhány potenciálisan lakható holdjáról. Felülről lefelé, balról jobbra ezek közé tartozik az Europa, az Enceladus, a TItan és a Ceres. Köszönetnyilvánítás: NASA/JPL
Mi több, sok hold a Naprendszerben – köztük Európa , Ganymedes , Enceladus és Titán – potenciálisan lakhatónak tartják. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy ezek a testek folyamatosan ellátják az illékony anyagokat (például nitrogént, vizet, szén-dioxidot, ammóniát, hidrogént, metánt és kén-dioxidot), és belső fűtőmechanizmusokkal rendelkeznek, amelyek biztosítják a szükséges energiát a biológiai folyamatok működtetéséhez.
Az exoholdak tanulmányozása itt is érdekes lehetőségeket kínál, például azt, hogy lakhatóak-e vagy akár Földhöz hasonlóak-e. Ezen és más okok miatt a csillagászok azt szeretnék látni, hogy a távoli csillagrendszerekben megerősített bolygókon van-e holdrendszer, és milyen körülmények vannak rajtuk. De ahogy Teachey jelezte, az exoholdak keresése számos kihívást jelent az exobolygó-vadászathoz képest:
„Nehéz megtalálni a holdakat, mert 1) azt várjuk, hogy az idő nagy részében meglehetősen kicsik legyenek, ami azt jelenti, hogy a tranzitjel kezdetben meglehetősen gyenge lesz, és 2) minden alkalommal, amikor egy bolygó áthalad, a Hold máshol jelenik meg. hely. Ez megnehezíti azok kimutatását az adatokban, és a tranzitesemények modellezése lényegesen költségesebb számítástechnikailag.Munkánk azonban kihasználja, hogy a holdak különböző helyeken jelenjenek meg azáltal, hogy az időátlagos jelet számos különböző tranzit eseményen, sőt sok különböző exobolygós rendszeren keresztül veszik át. Ha a holdak ott vannak, akkor idővel gyakorlatilag jelet faragnak a bolygó tranzitjának mindkét oldalán. Ezután meg kell modellezni ezt a jelet, és megérteni, mit jelent a hold mérete és előfordulási aránya szempontjából.”
Az exoholdakra utaló jelek felkutatása érdekében Teachey és munkatársai átkutatták a Kepler adatbázist, és elemezték 284 exobolygójelölt áthaladását a megfelelő csillagok előtt. Ezek a bolygók a Föld-szerűtől a Jupiterhez hasonló átmérőjűek voltak, és ~0,1 és 1,0 AU közötti távolságban keringtek csillagaik körül. Ezután modellezték a csillagok fénygörbéjét a fázishajtogatás és egymásra rakás technikájával.
Egy művész elképzelése a lakható exoholdról. Köszönetnyilvánítás: NASA
Ezeket a technikákat általában olyan csillagászok alkalmazzák, akik figyelik a csillagokat a bolygók áthaladása által okozott fényesésekre (azaz a tranzit módszer). Amint Teachey elmagyarázta, a folyamat meglehetősen hasonló:
„Alapvetően egyenlő darabokra vágjuk fel az idősoros adatokat, mindegyik darabnak a bolygó egy tranzitja van a közepén. És amikor összerakjuk ezeket a darabokat, tisztább képet kaphatunk arról, hogy néz ki a tranzit…A holdkeresésnél lényegében ugyanezt csináljuk, csak most a fő bolygótranziton kívüli adatokat nézzük. Miután összeraktuk az adatokat, egy bizonyos időablakon belül felvesszük az összes adatpont átlagértékét, és ha van hold, akkor látnunk kell ott néhány hiányzó csillagfényt, amiből következtethetünk a jelenlétére.
Egyetlen jelöltet találtak a Kepler-1625 rendszerben, egy sárga csillagot, amely körülbelül 4000 fényévnyire található a Földtől. A Kepler-1625B I jelű hold a csillag lakható zónájában található nagy gázóriás körül kering, mérete 5,9-11,67-szerese a Földnek, és 287,4 napos keringési idővel kering a csillag körül. Ez az exoholdjelölt, ha meg kell erősíteni, a valaha felfedezett első exohold lesz
A csapat eredményei (amelyek szakértői értékelésre várnak) azt is kimutatták, hogy a nagy holdak ritka előfordulások a csillagrendszerek belső régióiban (1 AU-n belül). Ez meglepő volt, bár Teachey elismeri, hogy ez összhangban van a legújabb elméleti munkával. Egyes legújabb tanulmányok szerint az olyan nagy bolygók, mint a Jupiter, elveszíthetik holdjukat, amikor befelé vándorolnak.
Ha ez bebizonyosodik, akkor Teachey és kollégái tanúi a folyamat bizonyítékának tekinthetők. Ez arra is utalhat, hogy jelenlegi exobolygóvadász küldetéseink nem képesek az exoholdak észlelésére. Az elkövetkező években a következő generációs küldetések várhatóan részletesebb elemzéseket adnak majd a távoli csillagokról és bolygórendszereikről.
Egy művész elképzelése egy távoli exoholdról, amely elzárja a csillagok fényét. Hitel: Dan
Azonban, amint Teachey jelezte, ezek is korlátozottak lehetnek abból a szempontból, hogy mit tudnak észlelni, és végül új stratégiákra lehet szükség:
„Az ilyen csillagrendszerek belső régióiban előforduló holdak ritkasága azt sugallja, hogy az egyes holdakat továbbra is nehéz lesz megtalálni a Kepler-adatokban, és az olyan közelgő küldetéseknek, mint a TESS, amelyeknek sok nagyon rövid időtartamú bolygót kell találniuk, szintén nehéz lesz megtalálni. ezek a holdak. Valószínűleg a holdak, amelyekről azt várjuk, hogy még mindig ott legyenek valahol, ezeknek a csillagrendszereknek a külső részein laknak, akárcsak a mi Naprendszerünkben. De ezek a régiók sokkal nehezebben vizsgálhatók, ezért még okosabbnak kell lennünk abban, hogyan keressük ezeket a világokat a jelenlegi és a közeljövő adatkészleteivel.”
Addig is biztosan örülhetünk annak, hogy úgy tűnik, felfedezték az első exoholdat. Míg ezek az eredmények szakértői értékelésre várnak, a hold megerősítése további kutatási lehetőségeket jelent a Kepler-1625 rendszer számára. Az a tény, hogy ez a hold a csillag lakható zónáján belül kering, szintén érdekes tulajdonság, bár nem valószínű, hogy maga a hold lakható.
Ennek ellenére mindenképpen érdekes az a lehetőség, hogy egy lakható hold egy gázóriás körül kering. Ez úgy hangzik, mint ami néhány tudományos-fantasztikus filmben felmerülhetett?
További irodalom: arXiv
