Odkar je bila uporabljena marca 2009, je misija Kepler zaznala na tisoče kandidatov za zunaj sončnega planeta. Dejansko je med letoma 2009 in 2012 zaznalo skupno 4996 kandidatov in potrdilo obstoj 2.337 eksoplanetov. Tudi potem, ko dva reakcijska kolesa nista uspela, je vesoljsko plovilo še vedno uspelo obrniti oddaljene planete kot del svoje misije K2, kar predstavlja 521 kandidatov in potrdilo 157.
Toda glede na novo raziskavo, ki sta jo izvedla par raziskav z univerze Columbia in državljan znanstvenik, je Kepler morda našel tudi dokaze o sončni luni. Po presejanju podatkov iz stotine tranzitov, ki jih je zaznala misija Kepler, so raziskovalci našli en primer, kjer je tranzitni planet pokazal znake, da ima satelit.
Njihovo študijo - ki je bila nedavno objavljena na spletu pod naslovom "HEK VI: O dragocenosti galilejskih analogov v Keplerju in o kandidatu za eksomona Kepler-1625b I" - je vodil Alex Teachey, študent na univerzi Columbia in diplomirani znanstveni sodelavec z Nacionalna znanstvena fundacija (NSF). Pridružila sta se mu David Kipping, docent za astronomijo na univerzi Columbia in glavni raziskovalec projekta The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK), in Allan Schmitt, državljanski znanstvenik.
Doktor Kipping že leta v bazi HEK išče bazo Kepler za dokaze o eksomonih. Glede na vrsto priložnosti, ki jih prinašajo znanstvene raziskave, to ni presenetljivo. V našem Osončju je raziskovanje naravnih satelitov razkrilo pomembne stvari o mehanizmih, ki poganjajo zgodnjo in pozno tvorbo planetov, in lune imajo zanimive geološke značilnosti, ki jih običajno najdemo na drugih telesih.
Zaradi tega je razširitev te raziskave na lov na eksoplanete potrebno. Že v misijah za lov na eksoplanete, kot je Kepler, so se pojavili številni planeti, ki izzivajo običajne predstave o tem, kako so možne tvorbe planetov in kakšne vrste planetov. Najpomembnejši primer so plinski velikani, ki so opazovali orbito zelo blizu svojih zvezd (aka. "Hot Jupiters").
Študija eksomonov bi tako lahko prinesla dragocene podatke o tem, katere vrste satelitov so možne in ali so naše lune značilne ali ne. Kot je Teachey povedal za Space Magazine po e-pošti:
"Exomoons bi nam lahko veliko povedal o nastanku našega Osončja in drugih zvezdnih sistemov. Lune vidimo v našem Osončju, a so drugod pogoste? Navadno tako mislimo, vendar ne moremo vedeti zagotovo, dokler jih dejansko ne vidimo. Toda to je pomembno vprašanje, saj če ugotovimo, da tam ni prav veliko lune, to kaže, da se je v našem Osončju že v zgodnjih dneh dogajalo nekaj nenavadnega, kar bi lahko imelo velike posledice za to, kako je življenje nastajalo na Zemljo. Z drugimi besedami, ali je zgodovina našega Osončja običajna po celotni galaksiji ali imamo zelo nenavadno zgodbo o izvoru? In kaj piše o možnostih za življenje tukaj? Exomoons nam ponuja namige za odgovor na ta vprašanja. "
Še več, mnogi luni v Osončju - vključno z Evropo, Ganymedejem, Enceladusom in Titanom - naj bi bili lahko bivalni. To je posledica dejstva, da imajo ta telesa stalno zaloge hlapnih snovi (kot so dušik, voda, ogljikov dioksid, amonijak, vodik, metan in žveplov dioksid) in imajo notranje mehanizme ogrevanja, ki bi lahko zagotovili potrebno energijo za napajanje bioloških procesov.
Tudi tukaj študija eksomonov ponuja zanimive možnosti, na primer, ali so morda bivalne ali celo podobne Zemlji. Iz teh in drugih razlogov želijo astronomi preveriti, ali imajo planeti, ki so bili potrjeni v oddaljenih zvezdnih sistemih, sisteme lun in kakšni so pogoji na njih. A kot je povedal Teachey, iskanje eksomonov v primerjavi z lovljenjem eksoplanetov predstavlja številne izzive:
"Lune je težko najti, ker 1) pričakujemo, da bodo večino časa precej majhne, kar pomeni, da bo tranzitni signal za začetek precej šibek, in 2) vsakič, ko bo planet prehodil, se bo luna pokazala v drugačnem kraj. Zaradi tega jih je v podatkih težje zaznati, modeliranje tranzitnih dogodkov pa je bistveno bolj računalniško drago. Toda naše delo izkorišča lune, ki se pojavljajo na različnih mestih, tako da v povprečju oddajamo signal skozi številne različne tranzitne dogodke in celo v več različnih eksoplanetarnih sistemih. Če so lune tam, bodo dejansko sprožile signal na obeh straneh planetarnega tranzita. Nato je stvar modeliranja tega signala in razumevanja, kaj to pomeni glede na velikost lune in stopnjo pojavnosti. "
Teachey in njegovi sodelavci so za iskanje znakov eksoonov iskali po podatkovni bazi Kepler in analizirali tranzite 284 kandidatov za eksoplanet pred zvezdami. Ti planeti so bili v velikosti od premera, ki je podoben Zemlji do Jupitra, in so krožili po svojih zvezdah na razdalji med ~ 0,1 do 1,0 AU. Nato so modelirali svetlobno krivuljo zvezd s tehnikami faznega zlaganja in zlaganja.
Te tehnike navadno uporabljajo astronomi, ki spremljajo zvezde zaradi potopov v svetilnosti, ki jih povzročajo tranziti planetov (t.j. tranzitna metoda). Kot je pojasnil Teachey, je postopek precej podoben:
"V bistvu smo podatke časovne vrste razrezali na enake koščke, pri čemer ima vsak kos en tranzit planeta na sredini. Ko zložimo te kose skupaj, lahko dobimo jasnejšo sliko, kako izgleda tranzit ... Pri iskanju lune počnemo v bistvu isto stvar, samo da zdaj gledamo podatke zunaj glavnega planetarnega tranzita. Ko zložimo podatke, vzamemo povprečne vrednosti vseh podatkovnih točk v določenem časovnem obdobju in če je luna prisotna, bi tam morali videti nekaj manjkajoče zvezde, kar nam omogoča sklepati o njeni prisotnosti. "
Našli so enega samega kandidata, ki se nahaja v sistemu Kepler-1625, rumeno zvezdo, ki se nahaja približno 4000 svetlobnih let od Zemlje. Ta luna, imenovana Kepler-1625B I, kroži ob velikem plinskem velikanu, ki se nahaja znotraj območja nastanitve zvezde, je 5,9 do 11,67-krat večja od Zemlje in kroži nad njeno zvezdo v obdobju 287,4 dni. Ta kandidat za eksomona bo, če je treba potrditi, prvi eksomoon, ki je bil kdaj odkrit
Rezultati ekipe (ki čakajo na medsebojni pregled) so tudi pokazali, da so velike lune redek pojav v notranjih predelih zvezdnih sistemov (znotraj 1 AU). To me je presenetilo, čeprav Teachey priznava, da je skladno z nedavnim teoretičnim delom. Glede na to, kar kažejo nedavne študije, bi lahko veliki planeti, kot je Jupiter, izgubili lune, ko se selijo navznoter.
Če bi se to izkazalo, bi bilo to, kar so bili priča Teachey in njegovi sodelavci, videti kot dokaz tega procesa. To bi lahko bil tudi pokazatelj, da naše trenutne misije za lov na eksoplanete morda ne bodo odkrile naloge odkrivanja eksoonov. V naslednjih letih naj bi misije naslednjih generacij podale podrobnejše analize daljnih zvezd in njihovih planetarnih sistemov.
Vendar pa je, kot je povedal Teachey, tudi te lahko omejene glede na to, kaj lahko odkrijejo, na koncu pa bodo morda potrebne nove strategije:
"Redkost lun v notranjih predelih teh zvezdnih sistemov kaže na to, da bo v Keplerjevih podatkih še vedno težko najti posamezne lune, prihajajoče misije, kot je TESS, ki bi morale najti veliko planetov zelo kratkega obdobja, pa bodo tudi težko našle te lune. Verjetno bodo lune, za katere še vedno pričakujemo, da bodo nekje tam, zunaj teh zvezdnih sistemov, podobno kot v našem Osončju. Toda te regije je veliko težje preizkusiti, zato bomo morali biti še bolj pametni, kako iščemo te svetove s trenutnimi in bližnjimi zbirkami podatkov. "
Medtem smo zagotovo lahko navdušeni nad dejstvom, da se zdi, da je bil odkrit prvi eksomoon. Medtem ko ti rezultati čakajo na strokovni pregled, bo potrditev te lune pomenila dodatne raziskovalne možnosti za sistem Kepler-1625. Zanimivost je tudi dejstvo, da ta luna kroži znotraj območja bivanja zvezde, čeprav Luna sama po sebi verjetno ne more bivati.
Kljub temu je možnost bivalne lune, ki kroži okoli plinskega velikana, vsekakor zanimiva. Se sliši kot nekaj, kar bi morda nastalo v nekaterih znanstvenofantastičnih filmih?
