Není to tak dávno, co astronomové začali objevovat první planety kolem jiných hvězd. Je překvapivé, že to nemusí být tak daleko.
Předtím, než prozkoumáme, jak můžeme detekovat satelity vzdálených planet, musí se astronomové nejprve pokusit pochopit, co mohou hledat. Naštěstí tato otázka dobře souvisí s rychle se rozvíjejícím chápáním toho, jak se tvoří solární systémy.
Obecně existují tři mechanismy, pomocí nichž mohou planety získat satelity. Nejjednodušší je, když se jednoduše vytvoří společně z jednoho akrečního disku. Dalším je to, že masivní dopad může srazit materiál z planety, která se formuje do satelitu, jak se astronomové domnívají, že se stalo s naším vlastním Měsícem. Některé odhady naznačují, že takové dopady by měly být časté a až 1 z 12 planet podobných Zemi mohlo takto vytvořit měsíce. A konečně, satelit může být zachyceným asteroidem nebo kometou, jak je pravděpodobné pro mnoho měsíců Jupitera a Saturn.
Každý z těchto případů produkuje jiný rozsah hmot. Zachycená těla budou pravděpodobně nejmenší, a proto je nepravděpodobné, že budou v blízké budoucnosti detekovatelná. Očekává se, že měsíce generované nárazem budou schopny tvořit těla se 4% celkové hmotnosti planety a jako takové jsou také omezené. Největší měsíce se tvoří na discích kolem formování Jupiteru jako planety. Ty jsou s největší pravděpodobností detekovatelné.
První metoda, pomocí které mohou astronomové takové měsíce detekovat, jsou změny, které by provedly ve vlnění hvězdy, které se dosud používalo k detekci mnoha extrasolárních planet. Astronomové již studovali, jak dvojice binárních hvězd může ovlivnit binární hvězdný systém, který může mít na třetí hvězdě orbity. Pokud je binární hvězda zaměněna za planetu a měsíc, ukáže se, že nejjednodušší detekční systémy jsou obrovské měsíce, které jsou vzdálené od planety, ale jsou blízko mateřské hvězdy. Nicméně, s výjimkou extrémních případů, je množství kolísání, které by pár mohl vyvolat ve hvězdě, tak malé, že by bylo zaplaveno konvekčním pohybem povrchu hvězdy, což znemožňuje detekci touto metodou.
Astronomové začali detekovat velké množství exoplanet pomocí tranzitů, kde planeta způsobuje malé zatmění. Mohou astronomové tímto způsobem detekovat také přítomnost měsíců? V tomto případě by limit detekce byl opět založen na velikosti měsíce. V současné době Kepler Očekává se, že satelit detekuje planety podobné hmotnosti jako Země. Pokud kolem superjovské planety existují měsíce, které mají také podobnou velikost jako Země, měly by být také detekovány. Vytváření měsíců tak velkých je však obtížné. Největší měsíc ve sluneční soustavě v Ganymede, který je 40% průměru Země, což je mírně pod současnými detekčními prahy, ale potenciálně v dosahu budoucích misí exoplanet.
Přímá detekce zatmění způsobených tranzity však není jediným způsobem, jak by bylo možné tranzity použít k objevování exomoonů. V posledních několika letech začali astronomové používat kolísání jiných planet na těch, které již objevili, aby odvodili existenci dalších planet v systému stejným způsobem, jak gravitační tah Neptunu na Uranu umožnil astronomům předpovídat Neptunovu existenci dříve to bylo objeveno. Dostatečně masivní měsíc by mohl způsobit detekovatelné změny v době, kdy by tranzit planety začal a končil. Astronomové již tuto techniku použili, aby omezili množství potenciálních měsíců kolem exoplanet HD 209458 a OGLE-TR-113b při hmotách 3 a 7 Země.
První objevená exoplaneta byla objevena kolem pulsaru. Přetahování této planety způsobilo změnu pravidelného pulsu pulsarova rytmu. Pulsary často porazily stovky až tisícekrát za sekundu a jako takové jsou velmi citlivými ukazateli přítomnosti planet. Je známo, že pulsar PSR B1257 + 12 obsahuje jednu planetu, což je pouhá 0,04% hmotnosti Země, což je výrazně pod prahem hmotnosti mnoha měsíců. Proto by variace v těchto systémech způsobené měsíci byly potenciálně detekovatelné současnou technologií. Astronomové ji už použili k hledání měsíců kolem planety obíhajících kolem PSR B1620-26 a vyloučili měsíce více než 12% hmotnosti Jupiteru v polovině Astronomické jednotky (vzdálenost mezi Zemí a Sluncem nebo 93 milionů mil) planety .
Poslední metoda, kterou astronomové detekovali planety, které by mohly být použity pro exomoony, je přímé pozorování. Vzhledem k tomu, že přímé zobrazování exoplanet se uskutečnilo až v posledních několika letech, je tato možnost pravděpodobně stále ještě daleko, ale budoucí mise, jako je Coronagraph pro vyhledávání pozemských planet, ji mohou začlenit do oblasti možností. I když měsíc není úplně vyřešen, ofset středu tečky páru může být detekovatelný současnými nástroji.
Celkově, pokud exploze znalostí o planetárních systémech pokračuje, by astronomové měli být schopni detekovat exomoony v blízké budoucnosti. V některých případech již existuje možnost, jako jsou pulsarové planety, ale kvůli jejich vzácnosti je statistická pravděpodobnost nalezení planety s dostatečně velkým měsícem nízká. Ale jak se vybavení neustále zlepšuje a snižují prahové hodnoty detekce pro různé metody, měly by se vzít v úvahu první exomoony. První budou nepochybně velké. To vyvolá otázku, jaké druhy povrchů a potenciálně atmosféry mohou mít. To by zase inspirovalo další otázky o tom, co může život existovat.
Zdroj:
Detekovatelnost měsíců extra-solárních planet - Karen M. Lewis
