Ett par astronomer som kombinerar data från Kepler-rymdskeppet har upptäckt den första exomonen. Månen finns i Kepler 1625-systemet cirka 8000 ljusår bort, i konstellationen Cygnus. Den kretsar kring gasjätten Kepler 1625b, och till skillnad från alla månar i vårt solsystem är denna en "gasmåne."
Det var bara en tidsfråga innan vi hittade en exomoon. Vi har hittat tusentals exoplaneter, mest tack vare Kepler-rymdskeppet. Och där det finns planeter, kan vi förvänta oss månar. Men även om det verkade oundvikligt, är det första bekräftade exomoonet fortfarande spännande.
Exomonen är mycket annorlunda än vad vi ser i vårt eget solsystem. Den kretsar runt en gasjätten flera gånger större än Jupiter, kallad Kepler 1625b. Preliminära bevis tyder på att själva månen, som kallas Kepler 1625b I, är en gasmåne och är ungefär storleken på Neptunus. Inget sådant finns i vårt system.
"En skrapande aspekt av systemet är den stora skalan på det." - från tidningen, Teachey och Kipping, 2018.
Men här varnar vi våra läsare. Strengt taget har astronomer upptäckt bevis på månen. Dess existens måste fortfarande bekräftas. Men eftersom forskare är försiktiga av natur är det en säker satsning att ytterligare observationer kommer att bekräfta att det är där.
"Om detta bekräftas kan detta konstaterande helt skaka upp vår förståelse för hur månar bildas och vad de kan göras av." - Thomas Zurbuchen, associerad administratör av NASA: s Science Mission Directorate.
Alex Teachey och David Kipping är astronomer vid Columbia University. De upptäckte månen i Kepler-data som de analyserade. De fokuserade på 284 exoplaneter upptäckta av Kepler som kretsade om deras stjärnor i stora banor. En bred omloppsbana är en som är längre än 30 dagar och de anses vara de bästa platserna att hitta potentiella exomoner. De fann en anomali i de 284 exoplaneterna som antydde att en exomoon var närvarande.
Efter att planeten avslutat sin 19 timmars långa transit, fanns det ett andra dopp i stjärnans ljusstyrka. Detta dopp är förenligt med en måne, vilket gör den till den första exomonen som någonsin har observerats.
"Vi såg små avvikelser och slingrar i ljuskurvan som fick vår uppmärksamhet." - David Kipping, Columbia University.
"Detta spännande fynd visar hur NASA: s uppdrag arbetar tillsammans för att upptäcka otroliga mysterier i vårt kosmos," sa Thomas Zurbuchen, associerad administratör av NASA: s Science Mission Directorate vid NASA: s huvudkontor, Washington, DC. hur månar bildas och vad de kan göras av. ”
"Det var definitivt ett chockerande ögonblick att se den Hubble ljuskurvan." - David Kipping, Columbia University.
Efter att de hittade avvikelsen i Kepler-uppgifterna, använde de Hubble för att ta en ny titt. Paret tillbringade 40 timmars Hubble-tid på att få mer exakta data om doppet i ljus från förälderstjärnan. Efter att ha sett observationen av planeten själv framför stjärnan såg de samma andra dopp som Kepler gjorde, 3,5 timmar efter planetens transitering.
"Vi såg små avvikelser och slingrar i ljuskurvan som fick vår uppmärksamhet," sa Kipping.
Astronomparet hade slut på tiden innan de kunde se månens fullständiga transitering, men de såg något annat. Planetens transitering inträffade mer än en timme tidigare än förutsagt. Detta är förenligt med planeten och månen som kretsar runt ett gemensamt tyngdpunkt. Detta skulle göra att planeten vinglar på samma sätt som jorden vinglar som månen kretsar runt jorden.
"En följeslagarmåne är den enklaste och mest naturliga förklaringen för det andra doppet i ljuskurvan och avvikelsen för omloppstidpunkten," förklarade Kipping. ”Det var definitivt ett chockerande ögonblick att se att Hubble-ljuskurvan, mitt hjärta började slå snabbare och jag tittade bara på den signaturen. Men vi visste att vårt jobb var att hålla ett jämnt huvud och i princip anta att det var falskt och testade varje tänkbart sätt på vilket uppgifterna kunde lura oss. ”
Det finns goda skäl att vara försiktiga med månens slutsats. En andra oupptäckt planet kan vara ansvarig. Det är möjligt att en andra planet är där, men att Kepler inte kan upptäcka den.
Både planeten och dess måne befinner sig i stjärnans bebodliga zon, vilket innebär att flytande vatten skulle kunna finnas. Men tyvärr är planeten en gasjätt och månen är en gasmåne. Inget liv som vi känner det kunde existera där.
Paret av astronomer publicerade sina artiklar i tidskriften Science Advances. De säger att månen inte bara är en gasmåne, som är främmande för vårt solsystem, den är också jämförbar i storlek med Neptun. På så sätt är större än några månar i vårt system. Duon säger att månens existens kan ge nya insikter i hur planetsystem bildas och hur månar bildas.
Exomoon's Origins: A Captured Object?
Astronomer tror att månar bildas av damm kvar från planeten. (Även om jordens måne kan ha bildats annorlunda.) Men Kepler 1625b och dess måne är båda gasformiga världar, så någon annan formationsmekanism måste vara på jobbet.
Exomons bana kan lutas ungefär 45 grader till planetens omloppsplan. Om så är fallet, liknar det Neptunes mån Triton. Men astronomer tror att Triton är ett fångat Kuiper Belt Object (KBO) snarare än en måne som bildades av samma damm som Neptun. Det är möjligt att Kepler 1625b I är ett fångat objekt snarare än en klassisk måne. Men i studien använder de två astronomerna försiktighet för att nå den slutsatsen. Det är allt ganska preliminärt vid denna tidpunkt.
Under hela slutsatsen av uppsatsen uppmanar de två astronomerna till försiktighet. De är nöjda med noggrannheten i sina data, särskilt från uppföljningen av Hubble-uppgifterna. Och de är nöjda med att deras tolkning är rigorös. Problemet är olikheten i upptäckten jämfört med allt vi vet om. Detta är en helt ny upptäckt.
I sin slutsats säger de två astronomerna att ”Detta är en komplicerad och involverad analys där en mindre effekt som inte redovisas eller en anomal artefakt potentiellt kan förändra vår tolkning. Kort sagt, det är de okända okända som vi inte kan kvantifiera. Dessa reservationer finns eftersom detta skulle vara en första-i-dess-typ upptäckt - det första exomoon. " De fortsätter med att säga att de första exoplanetpåståendena möttes med stor skepsis eftersom de var så nya.
Det finns nästan 200 månar i vårt solsystem, och det är i ett system med bara åtta stora planeter. Inte alla planeter har månar, men det matematiska genomsnittet är fortfarande 25 månar per planet. Så med nästan 4000 exoplaneter upptäckta är matematik på vår sida.
Även om detta visar sig inte vara en exomoon, kommer astronomer att fortsätta hitta andra kandidatexomoner. James Webb-teleskopet har något att säga om sökningen. Det är kraftfulla observationsfunktioner kommer att starta sökningen efter planeter och månar runt andra stjärnor.
Det är bara en fråga om tid innan vi hittar en.
- Hubble-nyhetsmeddelande: "Astronomer hittar första bevis på möjlig måne utanför vårt solsystem"
- Forskningsdokument: "Bevis för en stor exomoon som kretsar kring Kepler-1625b"
