З моменту розгортання в березні 2009 року, місія Кеплера виявила тисячі кандидатів на сонячну планету. Насправді, між 2009 та 2012 роками було виявлено 4 496 кандидатів та підтверджено існування 2337 екзопланет. Навіть після того, як два його реакційних колеса вийшли з ладу, космічному апарату все ж вдалося підняти далекі планети в рамках своєї місії К2, що склало ще 521 кандидата і підтвердило 157.
Однак, згідно з новим дослідженням, проведеним парою досліджень з Колумбійського університету та вченого-громадянина, Кеплер, можливо, також знайшов докази позасонячного місяця. Після просіювання даних із сотень транзитів, виявлених місією Кеплера, дослідники виявили один випадок, коли транзитна планета виявляла ознаки наявності супутника.
Їх дослідження - яке нещодавно опублікувало в Інтернеті під назвою «HEK VI: Про дорогу галілейських аналогів у Кеплері та кандидаті Екзомуна Кеплера-1625b I» - очолив Алекс Течі, аспірант Колумбійського університету та випускник наукового співробітника Національний науковий фонд (NSF). До нього приєдналися Девід Кіппінг, асистент кафедри астрономії Колумбійського університету та головний слідчий проекту «Полювання на екзомони з Кеплером» (HEK) та Аллан Шмітт, громадянський науковець.
Протягом багатьох років доктор Кіппінг здійснював пошук у базі даних Kepler для виявлення ексумонів, як частини HEK. Це не дивно, враховуючи види можливостей, які надають екзомуни для наукових досліджень. У межах нашої Сонячної системи вивчення природних супутників виявило важливі речі щодо механізмів, які рухають раннє та пізнє формування планети, і місяці мають цікаві геологічні особливості, які зазвичай зустрічаються на інших тілах.
Саме тому розширення цих досліджень на полювання на екзопланети вважається необхідним. Вже зараз, на заходах на екзопланети, як Кеплер, з'явилося безліч планет, які кидають виклик звичайним уявленням про те, як можливе формування планети та які види планет. Найпомітніший приклад - газові гіганти, які спостерігали орбіту дуже близько до своїх зірок (т.к. «Гарячі Юпітери»).
Таким чином, дослідження екзомонів може дати цінну інформацію про те, які види супутників можливі, і чи є наші власні місячні чи ні. Як Течі повідомив Space Magazine електронною поштою:
«Екзомуни можуть нам багато чого розповісти про формування нашої Сонячної системи та інших зіркових систем. Ми бачимо місяці в нашій Сонячній системі, але вони поширені в інших місцях? Ми схильні так вважати, але не можемо точно знати, поки ми їх фактично не побачимо. Але це важливе питання, тому що, якщо ми дізнаємось, що там не дуже багато лун, це може припустити, що в нашій Сонячній системі в перші дні відбувалося щось незвичне, і це може мати серйозні наслідки для того, як виникло життя на Земля. Іншими словами, чи є історія нашої Сонячної системи поширена у всій галактиці, чи ми маємо дуже незвичну історію походження? І що це говорить про шанси на життя, що виникають тут? Екзомуни стоять, щоб запропонувати нам підказки на відповіді на ці питання ».
Більше того, багато лун Сонячної системи, включаючи Європу, Ганімед, Енцелад і Титан, вважаються потенційно заселеними. Це пов’язано з тим, що ці тіла мають постійні запаси летких речовин (таких як азот, вода, вуглекислий газ, аміак, водень, метан та сірчистий газ) та мають внутрішні механізми нагрівання, які могли б забезпечити необхідну енергію для живлення біологічних процесів.
Тут також дослідження екзомонів представляє цікаві можливості, такі як вони можуть бути придатними для життя чи навіть подібними до Землі. З цих та інших причин астрономи хочуть дізнатись, чи є на планетах, які були підтверджені у віддалених системах зірок, системи лун та які умови на них. Але, як зазначив Течі, пошук екзомонів представляє ряд проблем у порівнянні з полюванням на екзопланети:
"Місяць важко знайти, тому що 1) ми очікуємо, що вони будуть зовсім маленькими, тобто транзитний сигнал буде досить слабким для початку, і 2) щоразу, коли планета проходить, Місяць з'явиться в іншому місце. Це ускладнює їх виявлення в даних, а моделювання транзитних подій значно дорожче обчислювально. Але наша робота використовує місяці, що з'являються в різних місцях, приймаючи усереднений сигнал у багатьох різних транзитних подіях і навіть у багатьох різних екзопланетних системах. Якщо місяці там є, вони фактично випромінюватимуть сигнал по обидва боки планетарного транзиту з часом. Тоді питання моделювання цього сигналу та розуміння того, що він означає з точки зору місяця та частоти появи ".
Щоб виявити ознаки екзомунів, Течі та його колеги провели пошук у базі даних Kepler та проаналізували транзит 284 кандидатів на екзопланети перед відповідними зірками. Ці планети варіювали від розміру Землі до Юпітера, діаметром і оберталися зірками на відстані від 0,1 до 1,0 АС. Потім вони моделювали криву світла зірок, використовуючи техніку фазового складання та укладання.
Ці прийоми зазвичай використовуються астрономами, які відстежують зірки для занурень свічення, викликаних транзитом планет (тобто методом транзиту). Як пояснив Течі, процес є досить схожим:
"В основному ми розрізаємо дані часових рядів на рівні частини, кожна частина має один транзит планети посередині. І коли ми складемо ці шматки разом, ми зможемо отримати більш чітке уявлення про те, як виглядає транзит ... У пошуках Місяця ми робимо по суті те саме, лише зараз ми дивимося на дані поза головним планетарним транзитом. Після того, як ми зберігаємо дані, ми беремо середні значення всіх точок даних протягом певного часового вікна, і, якщо є місяць, ми повинні побачити там якийсь зниклий зоряний промінь, який дозволяє нам визначити його присутність. "
Вони знайшли єдиного кандидата, розташованого в системі Kepler-1625, жовтої зірки, розташованої приблизно за 4000 світлових років від Землі. Цей місяць, призначений Kepler-1625B I, обертається навколо великого газового гіганта, розташованого в зоні заселення зірки, у 5,9 - 11,67 рази перевищує розмір Землі і орбітує її зірку за період 287,4 дня. Цей кандидат на екзомун, якщо це слід підтвердити, стане першим екзомуном, який коли-небудь виявили
Результати команди (які чекають експертної оцінки) також показали, що великі місяці є рідкісним явищем у внутрішніх областях зіркових систем (в межах 1 АС). Це було чимось несподіванкою, хоча Течі визнає, що це відповідає останнім теоретичним роботам. Згідно з тим, що припускають деякі останні дослідження, великі планети, такі як Юпітер, можуть втратити місяці під час міграції всередину.
Якщо це повинно бути таким, то те, що свідчать про Течі та його колеги, може розглядатися як доказ цього процесу. Це також може бути вказівкою на те, що наші поточні місії по полюванню екзопланет можуть не вирішувати завдання виявлення екзомонів. У найближчі роки місії наступного покоління, як очікується, нададуть більш детальний аналіз віддалених зірок та їх планетарних систем.
Однак, як зазначив Течі, вони теж можуть бути обмежені з точки зору того, що вони можуть виявити, і в кінцевому підсумку можуть знадобитися нові стратегії:
"Рідкість суден у внутрішніх областях цих зіркових систем говорить про те, що окремі місяці залишатимуться важко знайти в даних Кеплера, а майбутні місії на кшталт TESS, які повинні знайти безліч планет дуже короткого періоду, також будуть важко знайти ці місяці. Ймовірно, що місяці, які ми все ще очікуємо десь там, мешкають у зовнішніх областях цих зіркових систем, як і в нашій Сонячній системі. Але ці регіони набагато складніше досліджувати, тому нам доведеться бути ще більш розумними щодо того, як ми шукаємо ці світи за допомогою нинішніх наборів даних у майбутньому ».
Тим часом, ми, безумовно, можемо радіти з приводу того, що перший екзомун, схоже, виявлений. Поки ці результати чекають експертної оцінки, підтвердження цього місяця означатиме додаткові можливості для дослідження системи Kepler-1625. Те, що цей Місяць орбітує в зоні заселення зірки, також є цікавою особливістю, хоча навряд чи сам Місяць є придатним для проживання.
Тим не менш, можливість заселення Місяця на орбіті газового гіганта, безумовно, цікава. Це звучить як щось, що, можливо, з’явилося б у деяких науково-фантастичних фільмах?
