Et par astronomer, der kæmper gennem data fra Kepler-rumfartøjet, har opdaget den første eksomoon. Månen er i Kepler 1625-systemet omkring 8.000 lysår væk i stjernebilledet Cygnus. Den kredser omkring gasgiganten Kepler 1625b, og i modsætning til alle måner i vores solsystem er denne en "gasmåne."
Det var kun et spørgsmål om tid, før vi fandt en exomoon. Vi har fundet tusinder af exoplaneter, takket være det meste af Kepler-rumfartøjet. Og hvor der er planeter, kan vi forvente måner. Men selvom det syntes uundgåeligt, er den første bekræftede eksomoon stadig spændende.
Exomonen er meget anderledes end hvad vi ser i vores eget solsystem. Den kredser rundt om en gasgigant flere gange større end Jupiter, kaldet Kepler 1625b. Indledende bevis tyder på, at selve månen, der kaldes Kepler 1625b I, er en gasmåne og er på størrelse med Neptun. Intet som dette findes i vores system.
"Et skurrende aspekt af systemet er det store omfang af det." - fra papiret, Teachey og Kipping, 2018.
Her advarer vi dog vores læsere. Strengt taget har astronomer opdaget bevis for månen. Dets eksistens skal stadig bekræftes. Men da forskere er forsigtige af natur, er det en sikker satsning, at yderligere observationer vil bekræfte, at det er der.
”Hvis bekræftet, kan dette fund fuldstændigt ryste vores forståelse af, hvordan måner dannes, og hvad de kan laves af.” - Thomas Zurbuchen, associeret administrator af NASA's Science Mission Directorate.
Alex Teachey og David Kipping er astronomer ved Columbia University. De opdagede månen i Kepler-data, de analyserede. De fokuserede på 284 exoplaneter opdaget af Kepler, der kredsede om deres stjerner i brede kredsløb. En bred bane er en, der er længere end 30 dage, og de anses for at være de bedste steder at finde potentielle eksempler. De fandt en anomali i disse 284 exoplaneter, der antydede, at en eksomoon var til stede.
Efter at planeten havde afsluttet sin 19 timers lange transit, var der en anden dukkert i stjernens lysstyrke. Denne dukkert stemmer overens med en måne, hvilket gør den til den første eksomon, der nogensinde er observeret.
”Vi så små afvigelser og vugger i den lyskurve, der fandt vores opmærksomhed.” - David Kipping, Columbia University.
”Denne spændende fund viser, hvordan NASAs missioner fungerer sammen for at afdække utrolige mysterier i vores kosmos,” sagde Thomas Zurbuchen, associeret administrator af NASAs Science Mission Directorate ved NASA's hovedkvarter, Washington, DC ”Hvis bekræftet, kunne denne konstatering fuldstændigt ryste vores forståelse af hvordan man danner måner, og hvad de kan laves af. ”
”Det var bestemt et chokerende øjeblik at se den Hubble-lyskurve.” - David Kipping, Columbia University.
Efter at de fandt afvikelsen i Kepler-dataene brugte de Hubble til at tage et andet kig. Parret brugte 40 timers Hubble-tid på at få mere præcise data om dypperne i lyset fra forældren. Efter at have observeret selve planeten transit foran stjernen, så de det samme andet dypp, som Kepler gjorde, 3,5 timer efter planetens transit.
”Vi så små afvigelser og vugger i den lyskurve, der fandt vores opmærksomhed,” sagde Kipping.
Par astronomer løb tør for tid, før de kunne se månens komplette transit, men de så noget andet. Planetens transit skete mere end en time tidligere end forudsagt. Dette er i overensstemmelse med planeten og månen, der kredser rundt om et fælles tyngdepunkt. Dette ville få planeten til at vingle på samme måde som Jorden vugger som månen kredser om Jorden.
”En ledsagende måne er den enkleste og mest naturlige forklaring på den anden dukkert i lyskurven og afvigelsen af kredsløbets tidspunkt,” forklarede Kipping. ”Det var bestemt et chokerende øjeblik at se, at Hubble-lyskurven, mit hjerte begyndte at slå lidt hurtigere, og jeg kiggede bare på den signatur. Men vi vidste, at vores job var at holde et jævnt hoved og i det væsentlige antage, at det var falske, at teste enhver tænkelig måde, hvorpå dataene kunne narre os. ”
Der er god grund til at være forsigtig med månens konklusion. En anden uopdaget planet kunne være ansvarlig. Det er muligt, at en anden planet er der, men at Kepler ikke er i stand til at opdage den.
Både planeten og dens måne er i stjernens beboelige zone, hvilket betyder, at flydende vand kunne være til stede. Men desværre er planeten en gasgigant, og månen er en gasmåne. Intet liv som vi kender det kunne eksistere der.
Par astronomer offentliggjorde deres artikel i tidsskriftet Science Advances. De siger, at ikke kun månen er en gasmåne, der er fremmed for vores solsystem, den er også sammenlignelig i størrelse med Neptun. Det er måde større end nogen måner i vores system. Duoen siger, at eksistensen af denne måne muligvis giver ny indsigt i, hvordan planetariske systemer dannes, og i hvordan måner dannes.
Exomoon's Origins: Et fanget objekt?
Astronomer mener, at der dannes måner ud af støv, der er tilbage fra dannelsen af planeten. (Selvom Jordens måne måske har dannet sig forskelligt.) Men Kepler 1625b og dens måne er begge gasformige verdener, så en anden dannelsesmekanisme skal være på arbejde.
Exomons bane kan vippes ca. 45 grader til planetens orbitalplan. Hvis det er tilfældet, ligner det Neptunes måne Triton. Men astronomer mener, at Triton er et fanget Kuiper Belt Object (KBO) snarere end en måne, der dannede sig af det samme støv som Neptun. Det er muligt, at Kepler 1625b I er et fanget objekt snarere end en klassisk måne. Men i undersøgelsen bruger de to astronomer forsigtighed for at nå den konklusion. Det hele er temmelig indledende på dette tidspunkt.
Under hele konklusionen opfordrer de to astronomer til forsigtighed. De er tilfredse med nøjagtigheden af deres data, især fra opfølgningen af Hubble-data. Og de er tilfredse med, at deres fortolkning er streng. Problemet er usandsynligheden for opdagelsen sammenlignet med alt, hvad vi ved om. Dette er en helt ny opdagelse.
I deres konklusion siger de to astronomer, at “Dette er en kompliceret og involveret analyse, hvor en mindre effekt, der ikke er rapporteret om, eller en afvigende artefakt, potentielt kunne ændre vores fortolkning. Kort sagt, det er de ukendte ukendte, som vi ikke kan kvantificere. Disse forbehold findes, fordi dette ville være en første-i-sin-slags detektion - den første eksomon. ” De fortsætter med at sige, at de første exoplanet-påstande blev mødt med stor skepsis, fordi de var så nye.
Der er næsten 200 måner i vores solsystem, og det er i et system med kun 8 store planeter. Ikke alle planeter har måner, men det matematiske gennemsnit er stadig 25 måner pr. Planet. Så med næsten 4000 eksoplaneter opdaget, er matematik på vores side.
Selvom dette viser sig ikke at være en eksomon, vil astronomer fortsat finde andre kandidateksempler. James Webb-teleskopet har noget at sige om søgningen. Det er kraftfulde observationsfunktioner, der starter med at søge efter planeter og måner omkring andre stjerner.
Det er kun et spørgsmål om tid, før vi finder en.
- Hubble-nyhedsmeddelelse: "Astronomer finder det første bevis på mulig måne uden for vores solsystem"
- Forskningsdokument: ”Bevis for en stor eksomon, der kredser om Kepler-1625b”
