Nejlepší kandidát na exomoon?

Astronomové našli jeden z nejlepších kandidátů na exomoon na základě údajů shromážděných Keplerovou kosmickou lodí. Nyní jen potřebují Hubbleova pozorování, aby zkontrolovali, zda existuje.

Tento obrázek z kosmické lodi Cassini ukazuje čtyři Saturnovy měsíce a okolí prstenů planety. V pozadí je Saturnův největší měsíc Titan. Před ním a nad kroužky ve středu je Dione, jeden ze středně velkých měsíců. Malý měsíc Pandora obíhá za kroužky na pravé straně obrázku. Nakonec Pan vykoukne jako místo v Encke Gap of A ring v levé části obrázku.
NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Astronomové našli tisíce exoplanet obíhajících kolem svých hostitelských hvězd. Přesto, přes tisíce pozorování, jeden typ detekce se ukázal nepolapitelný: signál exomoon.

V naší vlastní sluneční soustavě jsou měsíce běžné; Jupiter a Saturn jsou obklopeni desítkami z nich. Nyní skupina založená v laboratoři Columbia University Cool Worlds Lab použila novou statistickou techniku, aby kvantifikovala, kolik exomoonů by mohlo být venku. Zajímavé je, že jejich výsledky poukazují na jednoho vedoucího kandidáta.

Studie, kterou provedli Alex Teachey a David Kipping (oba na Columbia University), a Allan Schmitt (občanský vědec), použili k vyhledání exomonů vysoce kvalitní podmnožinu známých planet. Keplerova kosmická loď pozorovala planety nepřímo, poklesy jasu hvězd způsobené, když planety procházely nebo procházely před jejich hostitelskými hvězdami.

Kepler dokáže měřit úroveň jasu hvězd s vynikající přesností a detekovat změny až na 40 dílů na milion. To je dost k tomu, abychom našli planety velikosti Země kolem hvězd podobných Slunci, ale ne dost, aby odhalily měsíce kolem těchto planet. Lov jednotlivých měsíců navíc není tak přímý jako odhalování planet. Protože měsíce obíhají kolem planet, jejich tranzity nebudou následovat stejné načasování jako planety. Měsíc by někdy mohl vést a někdy zaostávat za svou planetou a jindy to nemusí být vůbec detekováno.

Aby se těmto výzvám vyhnul, Teachey a jeho spolupracovníci použili silnou statistickou metodu k prozkoumání celé populace planet. Zatímco ztratili schopnost pečlivě detekovat jednotlivé kandidáty, dokázali kvantifikovat, jak často v systémech, které Kepler studoval, existují masivní měsíce, jako jsou Galilejské měsíce Jupiteru.

Tým se podíval na 284 Keplerových nejkvalitnějších světelných paprsků známých tranzitivních planet, které ukazují, jak se světlo hostitelské hvězdy mění v průběhu času, když planeta prochází před ní, a pak tyto tranzitní podpisy natáhly, takže že všichni byli zhruba stejného tvaru a spojili je. To jim umožnilo čistě odstranit průchody planety z průměrné světelné křivky a kvantifikovat další signály, které se objevují ve stejnou dobu, kdy by mohl přecházet měsíc. Zjistili, že asi 1 ze 6 planet může hostit masivní exomoon.

Ale to není to, co upoutalo pozornost všech. V průběhu své analýzy použil tým také mnohem jednodušší model k vyhledání exomonů v jednotlivých systémech. Při tom astronomové odkryli jednoho z nejlepších kandidátů na exomoon: Kepler 1625b-i ( b označuje planetu a i označuje její měsíc).

Naneštěstí Kepler zachytil pouze tři tranzity Kepler 1625b před hostující hvězdou, takže identifikace jeho měsíce byla nejistá. Ale pokud exomoon existuje, bylo by to obrovské! Doslova! Zdá se, že kandidát je Neptun, obíhající kolem planety o něco větší než Jupiter.

Koncem letošního roku bude tým zkoušet existenci exomoonů pomocí Hubbleových pozorování, která prozkoumají nadcházející tranzit planety a případně i její měsíc. Dokud však tato data nepřijdou, měsíc kolem Kepleru 1625b bude jen mučivou možností.