Από τότε που αναπτύχθηκε τον Μάρτιο του 2009, η αποστολή του Κέπλερ εντόπισε χιλιάδες υποψήφιους πλανήτη. Στην πραγματικότητα, μεταξύ 2009 και 2012, εντόπισε συνολικά 4.496 υποψηφίους και επιβεβαίωσε την ύπαρξη 2.337 εξωπλανητών. Ακόμα και μετά την αποτυχία δύο από τους τροχούς αντίδρασης, το διαστημικό σκάφος κατάφερε να εμφανίσει μακρινούς πλανήτες ως μέρος της αποστολής του K2, αντιπροσωπεύοντας άλλους 521 υποψηφίους και επιβεβαιώνοντας 157.
Ωστόσο, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που διεξήχθη από ένα ζευγάρι ερευνών από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια και έναν πολίτη επιστήμονα, ο Κέπλερ μπορεί επίσης να έχει βρει στοιχεία για ένα επιπλέον ηλιακό φεγγάρι. Αφού κοσκινίστηκαν δεδομένα από εκατοντάδες διελεύσεις που εντοπίστηκαν από την αποστολή Kepler, οι ερευνητές βρήκαν μια περίπτωση όπου ένας πλανήτης διέλευσης έδειξε σημάδια ύπαρξης δορυφόρου.
Η μελέτη τους - η οποία πρόσφατα δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο με τον τίτλο «HEK VI: On the Dearth of Galilean Analogs in Kepler and the Exomoon Candidate Kepler-1625b I» - διεξήχθη από τον επικεφαλής Alex Teachey, απόφοιτο φοιτητή στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια και μεταπτυχιακός ερευνητής το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF). Συμμετείχε ο David Kipping, Επίκουρος Καθηγητής Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια και ο κύριος ερευνητής του έργου The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK), και ο Allan Schmitt, επιστήμονας πολιτών.
Εδώ και χρόνια, ο Δρ Kipping ψάχνει στη βάση δεδομένων του Kepler για αποδεικτικά στοιχεία εξωμοίων, ως μέρος του HEK. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, λαμβάνοντας υπόψη τα είδη των ευκαιριών που παρουσιάζουν οι εξωμόνες για επιστημονική έρευνα. Στο Ηλιακό μας Σύστημα, η μελέτη των φυσικών δορυφόρων αποκάλυψε σημαντικά πράγματα σχετικά με τους μηχανισμούς που οδηγούν στον πρώιμο και αργά σχηματισμό πλανητών και τα φεγγάρια διαθέτουν ενδιαφέροντα γεωλογικά χαρακτηριστικά που βρίσκονται συνήθως σε άλλα σώματα.
Γι 'αυτόν τον λόγο η επέκταση αυτής της έρευνας στο κυνήγι εξωπλανητών θεωρείται απαραίτητη. Ήδη, αποστολές κυνηγιού εξωπλανητών όπως ο Κέπλερ έχουν δημιουργήσει έναν πλούτο πλανητών που αμφισβητούν τις συμβατικές ιδέες για το πώς είναι δυνατόν να σχηματιστεί πλανήτης και τι είδους πλανήτες. Το πιο αξιοσημείωτο παράδειγμα είναι οι γίγαντες φυσικού αερίου που έχουν παρατηρήσει σε τροχιά πολύ κοντά στα αστέρια τους (γνωστός και ως "Hot Jupiters").
Ως εκ τούτου, η μελέτη των εξωμονίων θα μπορούσε να αποδώσει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με το τι είδους δορυφόροι είναι δυνατοί και αν τα δικά μας φεγγάρια είναι ή όχι τυπικά. Όπως είπε ο Teachey στο Space Magazine μέσω email:
«Οι Εξωμόνες θα μπορούσαν να μας πουν πολλά για τον σχηματισμό του Ηλιακού μας Συστήματος και άλλων αστεριών. Βλέπουμε φεγγάρια στο ηλιακό μας σύστημα, αλλά είναι κοινά αλλού; Τείνουμε να το πιστεύουμε, αλλά δεν μπορούμε να γνωρίζουμε με βεβαιότητα έως ότου τα δούμε πραγματικά. Αλλά είναι μια σημαντική ερώτηση γιατί, αν ανακαλύψουμε ότι δεν υπάρχουν πάρα πολλά φεγγάρια εκεί έξω, αυτό υποδηλώνει ότι κάτι ασυνήθιστο συνέβαινε στο Ηλιακό μας Σύστημα τις πρώτες μέρες, και αυτό θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις για το πώς προέκυψε η ζωή στο Γη. Με άλλα λόγια, είναι η ιστορία του Ηλιακού μας Συστήματος κοινή στον γαλαξία ή έχουμε μια πολύ ασυνήθιστη ιστορία προέλευσης; Και τι λέει αυτό για τις πιθανότητες ζωής που προκύπτουν εδώ; Οι Exomoons μας προσφέρουν ενδείξεις για την απάντηση αυτών των ερωτήσεων.
Επιπλέον, πολλά φεγγάρια στο Ηλιακό Σύστημα - συμπεριλαμβανομένων των Europa, Ganymede, Enceladus και Titan - πιστεύεται ότι είναι δυνητικά κατοικήσιμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αυτά τα σώματα διαθέτουν σταθερή παροχή πτητικών (όπως άζωτο, νερό, διοξείδιο του άνθρακα, αμμωνία, υδρογόνο, μεθάνιο και διοξείδιο του θείου) και διαθέτουν εσωτερικούς μηχανισμούς θέρμανσης που θα μπορούσαν να παρέχουν την απαραίτητη ενέργεια για την τροφοδοσία βιολογικών διεργασιών.
Και εδώ, η μελέτη των εξωμονίων παρουσιάζει ενδιαφέρουσες δυνατότητες, όπως εάν μπορεί να είναι κατοικήσιμα ή όχι και σαν τη Γη. Για αυτούς και για άλλους λόγους, οι αστρονόμοι θέλουν να δουν εάν οι πλανήτες που έχουν επιβεβαιωθεί σε απομακρυσμένα αστέρια συστήματα έχουν συστήματα φεγγαριών και ποιες είναι οι συνθήκες πάνω τους. Ωστόσο, όπως ανέφερε ο Teachey, η αναζήτηση εξωμοίων παρουσιάζει μια σειρά από προκλήσεις σε σύγκριση με το κυνήγι εξωπλανητών:
«Τα φεγγάρια είναι δύσκολο να βρεθούν γιατί 1) περιμένουμε να είναι αρκετά μικρά τις περισσότερες φορές, που σημαίνει ότι το σήμα διέλευσης θα είναι αρκετά αδύναμο να ξεκινήσει και 2) κάθε φορά που ένας πλανήτης διέρχεται, το φεγγάρι θα εμφανίζεται σε διαφορετικό θέση. Αυτό τους καθιστά πιο δύσκολο να εντοπιστούν στα δεδομένα και η μοντελοποίηση των συμβάντων διέλευσης είναι σημαντικά πιο υπολογιστικά ακριβή. Αλλά η δουλειά μας αξιοποιεί τα φεγγάρια που εμφανίζονται σε διαφορετικά μέρη, λαμβάνοντας το μέσο όρο του χρόνου σε πολλά διαφορετικά συμβάντα διέλευσης, ακόμη και σε πολλά διαφορετικά εξωπλανητικά συστήματα. Εάν τα φεγγάρια είναι εκεί, στην πραγματικότητα θα σβήσουν ένα σήμα και στις δύο πλευρές της πλανητικής διέλευσης με την πάροδο του χρόνου. Τότε είναι θέμα μοντελοποίησης αυτού του σήματος και κατανόησης του τι σημαίνει όσον αφορά το μέγεθος του φεγγαριού και το ποσοστό εμφάνισης. "
Για να εντοπίσει σημάδια εξωμόνων, ο Τσέιντι και οι συνάδελφοί του έψαξαν στη βάση δεδομένων του Κέπλερ και ανέλυσαν τις διαμετακομίσεις 284 υποψηφίων εξωπλανήτη μπροστά από τα αντίστοιχα αστέρια τους. Αυτοί οι πλανήτες κυμαίνονταν σε μέγεθος από διάμετρο σαν Γη έως Δία, και περιστρέφονταν γύρω από τα αστέρια τους σε απόσταση μεταξύ 0,1 και 1,0 AU. Στη συνέχεια μοντελοποίησαν την καμπύλη φωτός των αστεριών χρησιμοποιώντας τις τεχνικές αναδίπλωσης φάσης και στοίβαξης.
Αυτές οι τεχνικές χρησιμοποιούνται συνήθως από αστρονόμους που παρακολουθούν τα αστέρια για πτώσεις στη φωτεινότητα που προκαλούνται από τις διαμετακόμιση των πλανητών (δηλαδή τη μέθοδο διέλευσης). Όπως εξήγησε ο Teachey, η διαδικασία είναι αρκετά παρόμοια:
«Βασικά κόβουμε τα δεδομένα χρονοσειρών σε ίσα κομμάτια, κάθε κομμάτι έχει μια διέλευση του πλανήτη στη μέση. Και όταν στοιβάζουμε αυτά τα κομμάτια μαζί, μπορούμε να πάρουμε μια σαφέστερη εικόνα για το πώς μοιάζει η διέλευση… Για την αναζήτηση του φεγγαριού κάνουμε ουσιαστικά το ίδιο πράγμα, μόνο τώρα εξετάζουμε τα δεδομένα εκτός της κύριας πλανητικής διέλευσης. Μόλις συσσωρεύσουμε τα δεδομένα, παίρνουμε τις μέσες τιμές όλων των σημείων δεδομένων μέσα σε ένα συγκεκριμένο χρονικό παράθυρο και, εάν υπάρχει ένα φεγγάρι, θα πρέπει να δούμε κάποιο λείπει φως του αστεριού, το οποίο μας επιτρέπει να συμπεράνουμε την παρουσία του. "
Αυτό που βρήκαν ήταν ένας μόνο υποψήφιος που βρίσκεται στο σύστημα Kepler-1625, ένα κίτρινο αστέρι που βρίσκεται περίπου 4000 έτη φωτός από τη Γη. Το χαρακτηρισμένο Kepler-1625B I, αυτό το φεγγάρι περιστρέφεται γύρω από τον μεγάλο γίγαντα αερίου που βρίσκεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης του αστεριού, είναι 5,9 έως 11,67 φορές το μέγεθος της Γης και περιστρέφεται γύρω από το αστέρι του με περίοδο 287,4 ημερών. Αυτός ο υποψήφιος exomoon, εάν πρέπει να επιβεβαιωθεί, θα είναι ο πρώτος exomoon που ανακαλύφθηκε ποτέ
Τα αποτελέσματα της ομάδας (που περιμένουν κριτική από ομοτίμους) έδειξαν επίσης ότι τα μεγάλα φεγγάρια είναι σπάνια εμφάνιση στις εσωτερικές περιοχές των συστημάτων αστεριών (εντός 1 Αυγούστου). Αυτό ήταν κάτι που προκαλεί έκπληξη, αν και ο Teachey αναγνωρίζει ότι συνάδει με την πρόσφατη θεωρητική εργασία. Σύμφωνα με όσα προτείνουν ορισμένες πρόσφατες μελέτες, μεγάλοι πλανήτες όπως ο Δίας θα μπορούσαν να χάσουν τα φεγγάρια τους καθώς μεταναστεύουν προς τα μέσα.
Εάν αυτό αποδειχτεί έτσι, τότε αυτό που είδαν ο Teachey και οι συνάδελφοί του θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως απόδειξη αυτής της διαδικασίας. Θα μπορούσε επίσης να είναι ένδειξη ότι οι τρέχουσες αποστολές κυνηγιού εξωπλανήτη ενδέχεται να μην είναι στο καθήκον να εντοπίζουν εξωμόνια. Τα επόμενα χρόνια, οι αποστολές επόμενης γενιάς αναμένεται να παρέχουν πιο λεπτομερείς αναλύσεις των μακρινών αστεριών και των πλανητικών τους συστημάτων.
Ωστόσο, όπως ανέφερε ο Teachey, αυτά θα μπορούσαν επίσης να είναι περιορισμένα όσον αφορά το τι μπορούν να ανιχνεύσουν και ενδέχεται τελικά να απαιτηθούν νέες στρατηγικές:
«Η σπανιότητα των φεγγαριών στις εσωτερικές περιοχές αυτών των συστημάτων αστεριών υποδηλώνει ότι τα μεμονωμένα φεγγάρια θα παραμείνουν δύσκολο να βρεθούν στα δεδομένα του Kepler, και οι επερχόμενες αποστολές όπως το TESS, οι οποίες θα πρέπει να βρουν πολλούς πλανήτες πολύ μικρής περιόδου, θα έχουν επίσης μια δύσκολη εύρεση χρόνου αυτά τα φεγγάρια. Είναι πιθανότατα τα φεγγάρια, τα οποία ακόμη περιμένουμε να βρισκόμαστε εκεί έξω, να βρίσκονται στις εξωτερικές περιοχές αυτών των συστημάτων αστεριών, όπως και στο Ηλιακό μας Σύστημα. Αλλά αυτές οι περιοχές είναι πολύ πιο δύσκολο να διερευνηθούν, οπότε θα πρέπει να γίνουμε ακόμη πιο έξυπνοι για το πώς ψάχνουμε αυτούς τους κόσμους με τα υπάρχοντα και σχεδόν μελλοντικά σύνολα δεδομένων. "
Εν τω μεταξύ, μπορούμε σίγουρα να απογοητευτούμε για το γεγονός ότι φαίνεται ότι ανακαλύφθηκε η πρώτη εξωμόνα. Ενώ αυτά τα αποτελέσματα περιμένουν αξιολόγηση από ομοτίμους, η επιβεβαίωση αυτού του φεγγαριού θα σημαίνει επιπλέον ερευνητικές ευκαιρίες για το σύστημα Kepler-1625. Το γεγονός ότι αυτό το φεγγάρι περιστρέφεται μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού είναι επίσης ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό, αν και δεν είναι πιθανό το ίδιο το φεγγάρι να είναι κατοικήσιμο.
Ωστόσο, η πιθανότητα κατοικήσιμου φεγγαριού σε τροχιά ενός γίγαντα φυσικού αερίου είναι σίγουρα ενδιαφέρουσα. Ακούγεται σαν κάτι που μπορεί να έχει εμφανιστεί σε μερικές ταινίες επιστημονικής φαντασίας;
