Od svého nasazení v březnu 2009 odhalila mise Kepler tisíce kandidátů na extra solární planetu. Ve skutečnosti mezi lety 2009 a 2012 zjistilo celkem 4 496 kandidátů a potvrdilo existenci 2 337 exoplanet. Dokonce i poté, co selhala dvě z jejích reakčních kol, se kosmické lodi stále dokázalo objevovat vzdálené planety jako součást své mise K2, což představovalo dalších 521 kandidátů a potvrdilo 157.
Podle nové studie provedené párem výzkumů z Columbia University a občanského vědce však Kepler také mohl najít důkaz mimoslunního měsíce. Poté, co prohledali data ze stovek tranzitů detekovaných Keplerovou misí, vědci našli jeden případ, kdy tranzitující planeta vykazovala známky satelitu.
Jejich studium, které bylo nedávno zveřejněno online pod titulem „HEK VI: Dearth of Galilean Analogs in Kepler and Exomoon Candidate Kepler-1625b I“ - vedl Alex Teachey, postgraduální student na Columbia University a postgraduální výzkumný pracovník s Národní vědecká nadace (NSF). Připojil se k němu David Kipping, pomocný profesor astronomie na Columbia University a hlavní řešitel projektu Hunt pro exomoony s Keplerem (HEK) a Allan Schmitt, občanský vědec.
Dr. Kipping roky hledal v databázi Keplerů důkazy exomoonů jako součást HEK. To není překvapující, vzhledem k různým příležitostem, které exomoony představují pro vědecký výzkum. Studie přírodních satelitů odhalila v naší sluneční soustavě důležité věci o mechanismech, které pohánějí časnou a pozdní formaci planety, a měsíce mají zajímavé geologické rysy, které se běžně vyskytují na jiných tělech.
Z tohoto důvodu se rozšíření výzkumu na lov exoplanet považuje za nezbytné. Mise exoplanetového lovu, jako je Kepler, již objevily množství planet, které zpochybňují konvenční představy o tom, jak je možné vytvářet planety a jaké druhy planet jsou možné. Nejpozoruhodnějším příkladem jsou plynoví obři, kteří pozorovali obíhající velmi blízko svých hvězd (aka. „Hot Jupiters“).
Studie exomoonů by tak mohla poskytnout cenné informace o tom, jaké druhy satelitů jsou možné a zda jsou naše vlastní měsíce typické. Teachey řekl časopisu Space Magazine prostřednictvím e-mailu:
"Exomoons nám mohli hodně říci o vzniku naší sluneční soustavy a dalších hvězdných systémů." Vidíme měsíce v naší sluneční soustavě, ale jsou běžné jinde? Máme sklon si to myslet, ale nemůžeme to s jistotou vědět, dokud je skutečně neuvidíme. Ale je to důležitá otázka, protože pokud zjistíme, že tam není příliš mnoho měsíců, naznačuje to možná, že se v naší sluneční soustavě v počátcích dělo něco neobvyklého, a to by mohlo mít významné důsledky pro to, jak život vznikl na Země. Jinými slovy, je historie naší sluneční soustavy běžná v celé galaxii, nebo máme velmi neobvyklý příběh o původu? A co to říká o šancích na vznik života tady? Exomoony nám nabízejí vodítka k zodpovězení těchto otázek. “
Navíc se mnoho měsíců ve Sluneční soustavě - včetně Evropy, Ganymede, Enceladus a Titanu - považuje za potenciálně obyvatelné. To je způsobeno skutečností, že tato těla mají stálé zásoby těkavých látek (jako je dusík, voda, oxid uhličitý, amoniak, vodík, metan a oxid siřičitý) a mají vnitřní ohřívací mechanismy, které by mohly poskytnout potřebnou energii pro pohánění biologických procesů.
I zde nabízí studie exomoonů zajímavé možnosti, jako je to, zda mohou být obyvatelné nebo dokonce podobné Zemi. Z těchto a dalších důvodů chtějí astronomové zjistit, zda planety, které byly potvrzeny ve vzdálených hvězdných systémech, mají systémy měsíců a jaké jsou na nich podmínky. Ale jak Teachey naznačil, hledání exomoonů představuje v porovnání s lovem exoplanet řadu výzev:
"Měsíce je těžké najít, protože 1) očekáváme, že budou po většinu času docela malé, což znamená, že tranzitní signál bude začínat docela slabý, a 2) pokaždé, když se planeta dostane, měsíc se ukáže v jiném místo. To jim ztěžuje detekci v datech a modelování tranzitních událostí je výrazně výpočetně nákladnější. Naše práce však využívá měsíce, které se objevují na různých místech, tím, že přijímá časově zprůměrovaný signál na mnoha různých tranzitních událostech a dokonce na mnoha různých exoplanetárních systémech. Pokud tam jsou měsíce, ve skutečnosti budou vysílat signál na jedné straně planetárního tranzitu v průběhu času. Pak jde o modelování tohoto signálu a pochopení toho, co to znamená z hlediska velikosti měsíce a míry výskytu. “
Teachey a jeho kolegové prohledali známky exomoonů a prohledali databázi Kepler a analyzovali tranzity 284 kandidátů na exoplanety před jejich hvězdami. Velikost těchto planet se pohybovala v rozmezí od Země do Jupiteru a obíhaly kolem svých hvězd ve vzdálenosti mezi 0,1 a 1,0 AU. Poté modelovali světelnou křivku hvězd technikami fázového skládání a stohování.
Tyto techniky jsou běžně používány astronomy, kteří monitorují hvězdy na poklesy svítivosti, které jsou způsobeny tranzity planet (tj. Tranzitní metoda). Jak vysvětlil Teachey, proces je docela podobný:
"V podstatě jsme data časových řad rozdělili na stejné kousky, přičemž každý kus měl uprostřed jeden tranzit planety." A když tyto kousky spojíme dohromady, můžeme získat jasnější představu o tom, jak vypadá tranzit… Pro hledání měsíce děláme v podstatě totéž, teprve nyní se díváme na data mimo hlavní planetární tranzit. Jakmile údaje naskládáme, vezmeme průměrné hodnoty všech datových bodů v určitém časovém okně a pokud je přítomen měsíc, měli bychom tam vidět nějaké chybějící hvězdné světlo, což nám umožňuje odvodit jeho přítomnost. “
Nalezli jediný kandidát, který se nachází v systému Kepler-1625, žlutá hvězda vzdálená asi 4000 světelných let od Země. Označený Kepler-1625B I, tento Měsíc obíhá kolem velkého plynového obra, který se nachází uvnitř obyvatelné zóny hvězdy, je 5,9 až 11,67krát větší než Země, a obíhá kolem své hvězdy s periodou 287,4 dní. Tento kandidát na exomoon, pokud by měl být potvrzen, bude prvním exomoonem, který kdy byl objeven
Výsledky týmu (které čekají na vzájemné hodnocení) také ukázaly, že velké měsíce mají ve vnitřních oblastech hvězdných systémů (do 1 AU) vzácný výskyt. Bylo to něco překvapivého, i když Teachey uznává, že je to v souladu s nedávnou teoretickou prací. Podle toho, co některé nedávné studie naznačují, by velké planety, jako je Jupiter, mohly při migraci dovnitř ztratit své měsíce.
Pokud by se to mělo ukázat, bylo by to, co viděli Teachey a jeho kolegové, považováno za důkaz tohoto procesu. Může to být také náznak, že naše současné mise lovící exoplanety nemusí být úkolem odhalit exomoony. V nadcházejících letech se očekává, že mise příští generace poskytnou podrobnější analýzy vzdálených hvězd a jejich planetárních systémů.
Jak však Teachey naznačil, i ty by mohly být omezeny z hlediska toho, co mohou detekovat, a v konečném důsledku by mohly být zapotřebí nové strategie:
„Vzácnost měsíců ve vnitřních regionech těchto hvězdných systémů naznačuje, že jednotlivé měsíce budou i nadále obtížné najít v Keplerových datech, a nadcházející mise jako TESS, které by měly najít spoustu velmi krátkých časových planet, budou mít také obtížné časové zjištění tyto měsíce. Je pravděpodobné, že měsíce, které stále ještě někde venku budeme, zůstávají ve vnějších oblastech těchto hvězdných systémů, stejně jako v naší Sluneční soustavě. Ale tyto regiony je mnohem obtížnější prozkoumat, takže budeme muset získat ještě chytřejší způsob, jak hledat tyto světy se současnými a blízkými datovými soubory. “
Mezitím můžeme určitě opustit skutečnost, že se zdálo, že první exomoon byl objeven. I když tyto výsledky čekají na vzájemné hodnocení, potvrzení tohoto měsíce bude znamenat další možnosti výzkumu systému Kepler-1625. Skutečnost, že tento Měsíc obíhá v obývatelné zóně hvězdy, je také zajímavým rysem, i když není pravděpodobné, že by byl obýván i samotný Měsíc.
Stále je však zajímavá možnost obývat měsíc obíhající kolem plynového obra. Zní to jako něco, co by se mohlo objevit v některých filmech sci-fi?
