Para astronomów przeczesujących dane ze statku kosmicznego Kepler odkryła pierwszy egzomoon. Księżyc znajduje się w układzie Keplera 1625 w odległości około 8000 lat świetlnych, w gwiazdozbiorze Łabędzia. Krąży wokół gazowego giganta Keplera 1625b i, w przeciwieństwie do wszystkich księżyców w naszym Układzie Słonecznym, ten jest „księżycem gazowym”.
To tylko kwestia czasu, zanim znaleźliśmy egzomoon. Znaleźliśmy tysiące egzoplanet, głównie dzięki statkowi kosmicznemu Kepler. A gdzie są planety, możemy spodziewać się księżyców. Ale choć wydawało się to nieuniknione, pierwszy potwierdzony exomoon jest nadal ekscytujący.
Exomoon różni się znacznie od tego, co widzimy w naszym Układzie Słonecznym. Krąży wokół gazowego giganta kilka razy większego niż Jowisz, zwanego Kepler 1625b. Wstępne dowody wskazują, że sam księżyc, który nazywa się Kepler 1625b I, jest księżycem gazowym i ma rozmiary Neptuna. W naszym systemie nic takiego nie istnieje.
„Jednym z niepokojących aspektów systemu jest sama jego skala”. - z gazety Teachey and Kipping, 2018.
Ale tutaj ostrzegamy naszych czytelników. Ściśle mówiąc, astronomowie odkryli dowody księżyca. Jego istnienie wciąż wymaga potwierdzenia. Ale ponieważ naukowcy są z natury ostrożni, można bezpiecznie założyć, że dodatkowe obserwacje potwierdzą, że tam jest.
„Jeśli zostanie to potwierdzone, odkrycie to może całkowicie wstrząsnąć naszym zrozumieniem, w jaki sposób powstają księżyce i z czego można je wykonać.” - Thomas Zurbuchen, zastępca administratora Dyrekcji Misji Naukowej NASA.
Alex Teachey i David Kipping są astronomami na Columbia University. Odkryli księżyc w analizowanych przez Keplera danych. Skoncentrowali się na 284 egzoplanetach odkrytych przez Keplera, krążących wokół swoich gwiazd na szerokich orbitach. Szeroka orbita to taka, która jest dłuższa niż 30 dni i są uważani za najlepsze miejsca do znalezienia potencjalnych egzomoonów. Znaleźli jedną anomalię w tych 284 egzoplanetach, które sugerowały obecność egzomoonu.
Po ukończeniu 19-godzinnej podróży planety nastąpił drugi spadek jasności gwiazdy. Ten spadek jest zgodny z księżycem, co czyni go pierwszym obserwowanym egzomonem.
„Widzieliśmy niewielkie odchylenia i wahania na krzywej światła, które przyciągnęły naszą uwagę.” - David Kipping, Columbia University.
„To intrygujące odkrycie pokazuje, w jaki sposób misje NASA współpracują w celu odkrycia niesamowitych tajemnic w naszym kosmosie”, powiedział Thomas Zurbuchen, zastępca administratora w NASA Directorate Mission Directorate w siedzibie głównej NASA w Waszyngtonie. jak powstają księżyce i z czego można je zrobić. ”
„To był zdecydowanie szokujący moment, aby zobaczyć tę krzywą światła Hubble'a”. - David Kipping, Columbia University.
Po znalezieniu anomalii w danych Keplera, użyli teleskopu Hubble'a, aby spojrzeć jeszcze raz. Para spędziła 40 godzin czasu Hubble'a na uzyskiwaniu dokładniejszych danych o zanurzeniu w świetle od gwiazdy macierzystej. Po zaobserwowaniu, jak sama planeta przesuwa się przed gwiazdą, zobaczyli ten sam drugi spadek, który zrobił Kepler, 3,5 godziny po przejściu planety.
„Widzieliśmy niewielkie odchylenia i wahania na krzywej światła, które przyciągnęły naszą uwagę” - powiedział Kipping.
Para astronomów zabrakło czasu, zanim mogli obserwować całkowity tranzyt Księżyca, ale zobaczyli coś jeszcze. Tranzyt planety nastąpił ponad godzinę wcześniej niż przewidywano. Jest to zgodne z planetą i księżycem krążącymi wokół wspólnego środka ciężkości. To spowodowałoby, że planeta kołysałaby się w taki sam sposób, jak Ziemia kołysze się wokół Księżyca.
„Księżyc towarzyszący jest najprostszym i najbardziej naturalnym wytłumaczeniem drugiego zanurzenia na krzywej światła i odchylenia czasu na orbicie” - wyjaśnił Kipping. „To był zdecydowanie szokujący moment, gdy zobaczyłem krzywą światła Hubble'a, moje serce zaczęło bić trochę szybciej i po prostu patrzyłem na ten podpis. Ale wiedzieliśmy, że naszym zadaniem jest utrzymanie poziomu głowy i zasadniczo zakładamy, że to nieprawda, testując każdy możliwy sposób, w jaki dane mogą nas oszukać. ”
Jest dobry powód, aby zachować ostrożność w związku z konkluzją księżyca. Druga niewykryta planeta może być odpowiedzialna. Możliwe, że jest tam druga planeta, ale Kepler nie jest w stanie jej wykryć.
Zarówno planeta, jak i księżyc znajdują się w strefie życia gwiazdy, co oznacza, że może być obecna woda w stanie ciekłym. Niestety planeta jest gazowym gigantem, a księżyc jest księżycem gazowym. Żadne życie, jakie znamy, nie mogłoby tam istnieć.
Para astronomów opublikowała swój artykuł w czasopiśmie Science Advances. Mówią, że księżyc jest nie tylko księżycem gazowym, który jest obcy naszemu Układowi Słonecznemu, ale jest również porównywalny pod względem wielkości do Neptuna. To o wiele większy niż jakikolwiek księżyc w naszym systemie. Duet twierdzi, że istnienie tego księżyca może dać nowy wgląd w to, jak układają się układy planetarne i jak powstają księżyce.
The Exomoon's Origins: A Captured Object?
Astronomowie uważają, że księżyce powstają z pyłu powstałego z formowania się planety. (Chociaż Ziemski Księżyc mógł uformować się inaczej). Ale Kepler 1625b i jego księżyc są światami gazowymi, więc jakiś inny mechanizm formacji musi działać.
Orbita egzomoonu może być przechylona o około 45 stopni w stosunku do płaszczyzny orbity planety. W takim przypadku jest to podobne do księżyca Trytuona Neptuna. Ale astronomowie uważają, że Triton jest schwytanym Obiektem Pasa Kuipera (KBO), a nie księżycem, który uformował się z tego samego pyłu co Neptun. Możliwe, że Kepler 1625b I to obiekt uchwycony, a nie klasyczny księżyc. Ale w badaniu dwóch astronomów ostrożnie dochodzi do tego wniosku. W tym momencie wszystko jest raczej wstępne.
W podsumowaniu artykułu dwaj astronomowie zalecają ostrożność. Są zadowoleni z dokładności swoich danych, szczególnie z uzupełniających danych Hubble'a. I są zadowoleni, że ich interpretacja jest rygorystyczna. Problemem jest mało prawdopodobne odkrycie w porównaniu do wszystkiego, co wiemy. To jest całkowicie nowe odkrycie.
W podsumowaniu obaj astronomowie stwierdzili, że „Jest to skomplikowana i zaangażowana analiza, w której niewielki efekt, którego nie uwzględniono lub anomalny artefakt, mógłby potencjalnie zmienić naszą interpretację. Krótko mówiąc, nieznanych niewiadomych nie możemy skwantyfikować. Te zastrzeżenia istnieją, ponieważ byłoby to pierwsze tego rodzaju wykrycie - pierwszy exomoon. ” Mówią dalej, że pierwsze twierdzenia egzoplanet spotkały się z dużym sceptycyzmem, ponieważ były tak nowe.
W naszym Układzie Słonecznym znajduje się prawie 200 księżyców, a to w układzie z zaledwie 8 głównymi planetami. Nie wszystkie planety mają księżyce, ale średnia matematyczna wynosi wciąż 25 księżyców na planetę. Po odkryciu prawie 4000 egzoplanet matematyka jest po naszej stronie.
Nawet jeśli okaże się, że to nie jest egzomoon, astronomowie będą nadal szukać innych kandydatów na egzomony. Teleskop Jamesa Webba będzie miał coś do powiedzenia na temat wyszukiwania. Jego potężne zdolności obserwacyjne szybko rozpoczną poszukiwania planet i księżyców wokół innych gwiazd.
To tylko kwestia czasu, zanim go znajdziemy.
- Komunikat prasowy Hubble'a: „Astronomowie znajdują pierwsze dowody na istnienie księżyca poza Układem Słonecznym”
- Dokument badawczy: „Dowody na istnienie dużego egzomoonu krążącego wokół Kepler-1625b”
