A 2009. márciusi telepítés óta a Kepler-misszió több ezer szoláris bolygójelöltöt fedezett fel. Valójában 2009 és 2012 között összesen 4496 jelöltet fedezett fel, és megerősítette, hogy 2337 exoplaneta létezik. Még akkor is, ha két reakciókereke meghiúsult, az űrhajónak továbbra is sikerült felbukkannia a távoli bolygókat K2-missziója részeként, számukra további 521 jelölt állt és 157-et megerősített.
Ugyanakkor egy új tanulmány szerint, amelyet a Columbia Egyetemen és a polgári tudóson végzett egy pár kutatás, Kepler is találhatott bizonyítékokat egy napon kívüli holdról. Miután a Kepler misszió által felfedezett tranzitszállítmányok százaiból adatokat szitáltak át, a kutatók egy példát találtak, ahol a tranzit bolygó műholdas jeleket mutatott.
Tanulmányukat - amelyet nemrégiben közzétettek „HEK VI: A Galilei Analógok Keplerben és az Exomoon Jelölt Kepler-1625b I” cím alatt - Alex Teachey vezette, a Columbia Egyetem végzős hallgatója és egyetemi kutató a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF). Csatlakoztak David Kippinghez, a Columbia Egyetem csillagászat asszisztensének, valamint a Kepler (HEK) projektnek a The Exomoons Hunt kutatója és Allan Schmitt, egy állampolgárságú tudóshoz.
Dr. Kipping évek óta kutatja a Kepler adatbázist egzómák bizonyítékairól, a HEK részeként. Ez nem meglepő, figyelembe véve az exomonok tudományos kutatáshoz való lehetőségeit. Naprendszerünkben a természetes műholdak vizsgálata fontos kérdéseket tárt fel a korai és késői bolygóképződés mechanizmusaival kapcsolatban, és a holdak érdekes geológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek általában más testekben találhatók.
Ez az oka annak, hogy szükségesnek tartják e kutatás kiterjesztését az exoplanetek vadászatára. Az exoplanet vadászati missziók, mint például a Kepler, már sok bolygót vettek fel, amelyek kihívást jelentenek a hagyományos elképzelésekre arról, hogy a bolygók miként alakulnak ki és milyen bolygók lehetségesek. A legfigyelemreméltóbb példa a gáz óriások, amelyek a csillagok közelében nagyon keringő körülmények között figyelték meg (más néven: „Forró Jupiter”).
Mint ilyen, az egzomók tanulmányozása értékes információval szolgálhat arról, hogy milyen műholdak lehetségesek, és hogy a saját holdink jellemzőek-e vagy sem. Amint Teachey e-mailben elmondta a Space Magazine-nak:
„A egzómonok sokat tudnak mondani nekünk a Naprendszerünk és más csillagrendszerek kialakulásáról. Látunk holdakat a Naprendszerünkben, de vajon máshol vannak? Hajlamosak vagyunk így gondolkodni, de nem tudhatjuk biztosan, amíg nem látjuk őket. De ez egy fontos kérdés, mert ha megtudjuk, hogy nincs túl sok hold, odafigyelve, hogy talán valami szokatlan történt a naprendszerünkben a kezdeti napokban, és ennek súlyos következményei lehetnek az élet kialakulásának a Föld. Más szavakkal, a Naprendszerünk története közös-e a galaxisban, vagy van egy nagyon szokatlan eredetű történetünk? És mit mond ez az itt felmerülő élet esélyekről? A egzómonok nyomokat kínálnak nekünk e kérdések megválaszolásához. ”
Ráadásul a Naprendszerben található sok hold - köztük az Europa, a Ganymede, az Enceladus és a Titan - potenciálisan lakhatóvá válik. Ennek oka az a tény, hogy ezek a testek folyamatosan tartalmaznak illékony anyagokat (például nitrogén, víz, szén-dioxid, ammónia, hidrogén, metán és kén-dioxid), és belső hőmechanizmusukkal rendelkeznek, amelyek a biológiai folyamatok elvégzéséhez szükséges energiát biztosíthatnak.
Itt az egzomók tanulmányozása érdekes lehetőségeket kínál, például hogy lehetnek lakhatóak, vagy akár földszerűek. Ezen és más okok miatt a csillagászok meg akarják tudni, hogy vannak-e olyan távoli csillagrendszerekben megerősített bolygók, amelyek holdrendszereket tartalmaznak, és milyen feltételek vannak rájuk. De amint azt Teachey jelezte, az egzómonok keresése számos kihívást jelent az exoplanet vadászathoz képest:
„A holdakat nehéz megtalálni, mert 1) számítunk rájuk, hogy az idő nagy részében kicsi, vagyis a tranzitjel kezdőleg meglehetősen gyenge, és 2) minden alkalommal, amikor egy bolygó áthalad, a hold másként jelenik meg hely. Ez megnehezíti őket az adatokban való észlelés és a tranzit események modellezése számítástechnikailag drágább. Munkánk azonban a különböző helyeken megjelenő holdakat arra használja fel, hogy az időátlagolt jelet számos különböző tranzit eseményen és még sok más exoplanetáris rendszeren keresztül átviszi. Ha a holdak ott vannak, akkor az idővel a bolygó áthaladásának mindkét oldalán jelet bocsátanak ki. Akkor modellezni kell ezt a jelet, és meg kell érteni, mit jelent ez a holdméret és az előfordulási arány szempontjából. "
A egzómák jeleinek felkutatására Teachey és kollégái átkeresték a Kepler adatbázist, és elemezték a csillagok elõtt 284 exoplanet jelölt tranzitját. Ezek a bolygók méretükben Föld-Jupiter-szerű átmérőjűek voltak, és csillagjaikat körülbelül 0,1 - 1,0 AU távolságra keringtették. Ezután modellezték a csillagok fénygörbéjét a fázis-hajtogatás és egymásra rakás technikáival.
Ezeket a technikákat általában olyan csillagászok használják, akik megfigyelik a csillagok azon fényerejének csökkenését, amelyet a bolygók áthaladása okoz (azaz a tranzit módszer). Ahogy Teachey kifejtette, a folyamat meglehetősen hasonló:
„Alapvetően az idősorozatokat egyenlő darabokra bontjuk, és mindegyik darab közepén egy bolygó tranzitja van. És ha összerakjuk ezeket a darabokat, világosabb képet kaphatunk arról, hogy néz ki az árutovábbítás ... A holdkereséshez lényegében ugyanazt csináljuk, csak most azokra a adatokra tekintünk, amelyek a fő bolygó tranzitján kívül vannak. Ha összerakjuk az adatokat, akkor egy bizonyos időablakon belül figyelembe vesszük az összes adatpont átlagát, és ha hold van, ott látnunk kell egy hiányzó csillagfényt, amely lehetővé teszi számukra az adatok meglétét. ”
Azt találták, hogy egyetlen jelölt található a Kepler-1625 rendszerben, egy sárga csillag körülbelül 4000 fényévnyire a Földtől. A Kepler-1625B I jelű ez a hold a csillag lakható övezetében elhelyezkedő nagy gázipari óriáspályán kering, amely 5,9–11,67-szerese a Föld méretének, és csillagát 287,4 napos időtartamra kering. Ez az exomoon jelölt, ha megerősítik, az lesz az első exomoon, akit valaha fedeztek fel
A csapat eredményei (amelyekre szakértői felülvizsgálat vár) szintén bebizonyította, hogy a nagy holdok ritka előfordulás a csillagrendszerek belső régióiban (1 AU-n belül). Ez meglepő volt, bár Teachey elismeri, hogy összhangban van a legújabb elméleti munkával. A közelmúltbeli tanulmányok szerint a Jupiterhez hasonló nagy bolygók elveszíthetik holdjaikat, amikor befelé vándorolnak.
Ha ennek bizonyulniuk kell, akkor azt, amit Teachey és kollégái szemtanúi voltak, e folyamat bizonyítékának lehet tekinteni. Ez arra is utalhat, hogy jelenlegi exoplanet-vadászati misszióink nem feltétlenül felelnek meg az exomónok felderítésének. Az elkövetkező években a következő generációk missziói várhatóan részletesebb elemzéseket nyújtanak a távoli csillagokról és bolygórendszerükről.
Amint azt a Teachey jelezte, ezek szintén korlátozhatók az észlelhetők szempontjából, és végül új stratégiákra lehet szükség:
„A holdak ritkasága e csillagrendszerek belső régióiban azt sugallja, hogy az egyes holdakat továbbra is nehéz megtalálni a Kepler-adatokban, és a közelgő missziók, mint például a TESS, amelynek sok nagyon rövid periódusú bolygót kell találnia, szintén nehéz idő lesz ezek a holdak. Valószínű, hogy a holdak, amelyekre továbbra is várjuk, hogy valahol ott vannak, ezen csillagrendszerek külső régióiban élnek, ugyanúgy, mint Naprendszerünkben. De ezeket a régiókat sokkal nehezebb vizsgálni, ezért még okosabban kell megismernünk, hogy miként keressük ezeket a világokat a jelen és a közeljövőbeli adatkészletekkel. ”
Időközben minden bizonnyal megszabadulhatunk attól a ténytől, hogy az első egzóm úgy tűnik, hogy felfedezték. Noha ezek az eredmények szakértői értékelést várnak, a hold megerősítése további kutatási lehetőségeket jelent a Kepler-1625 rendszer számára. Az a tény, hogy ez a hold a csillag lakóövezetén kering, szintén érdekes tulajdonság, bár valószínűtlen, hogy maga a hold lakható.
Ennek ellenére minden bizonnyal érdekes az a lehetőség, hogy egy földgáz körül óvatosan kering. Úgy hangzik, mintha valami tudományos fantasztikus filmben felmerült volna?
