Siitä lähtien, kun se oli otettu käyttöön maaliskuussa 2009, Kepler-operaatio on havainnut tuhansia aurinkoisen planeetan ulkopuolella olevia ehdokkaita. Itse asiassa vuosina 2009–2012 se havaitsi yhteensä 4 496 ehdokasta ja vahvisti 2337 eksoplaneetan olemassaolon. Jopa sen jälkeen, kun kaksi sen reaktiopyörää epäonnistui, avaruusalusta onnistui silti kääntämään kaukana olevat planeetat osana K2-tehtäväänsä. Hän vastasi 521 ehdokasta ja vahvisti 157: n.
Parin Columbian yliopiston ja kansalaistutkijan tekemän uuden tutkimuksen mukaan Kepler on myös löytänyt todisteita aurinkoa käyttämättömästä kuusta. Seulottuaan tietoja satojen Kepler-operaation havaitsemien siirtojen kautta, tutkijat löysivät yhden tapauksen, jossa kauttakulkumatka planeetta osoitti merkkejä satelliitista.
Heidän tutkimuksensa - joka julkaistiin äskettäin verkossa otsikolla “HEK VI: Galilean analogien surmasta Keplerissä ja Exomoon-ehdokas Kepler-1625b I” - johti Alex Teachey, Columbian yliopiston jatko-opiskelija ja jatkotutkija Kansallinen tiedesäätiö (NSF). Hänen joukkoon liittyivät Columbian yliopiston tähtitieteen apulaisprofessori David Kipping ja Exomoons of Homo -projektin päätutkija Kepler (HEK) -projektissa sekä Allan Schmitt, kansalaistutkija.
Tohtori Kipping on jo vuosien ajan etsinyt Kepler-tietokannasta todisteita eksomooneista, osana HEK: tä. Tämä ei ole yllättävää, kun otetaan huomioon eksomonien tarjoamat mahdollisuudet tieteelliseen tutkimukseen. Aurinkokunnassamme luonnollisten satelliittien tutkimus on paljastanut tärkeitä asioita mekanismeista, jotka ajavat varhaisen ja myöhäisen planeetan muodostumista, ja kuukuilla on mielenkiintoisia geologisia piirteitä, joita esiintyy yleisesti muissa ruumiissa.
Tästä syystä tutkimuksen ulottaminen eksoplaneettojen metsästykseen pidetään tarpeellisena. Jo eksoplanetaalien metsästysoperaatiot, kuten Kepler, ovat keksineet suuren määrän planeettoja, jotka haastavat perinteiset ideat siitä, kuinka planeetan muodostuminen ja millaiset planeetat ovat mahdollisia. Huomattavin esimerkki ovat kaasu jättiläiset, jotka ovat havainneet kiertävänsä lähellä tähtiä (aka. ”Hot Jupiters”).
Sellaisena eksomonien tutkiminen voisi tuottaa arvokasta tietoa siitä, millaiset satelliitit ovat mahdollisia ja ovatko omat kuunamme tyypillisiä. Kuten Teachey kertoi Space Magazinelle sähköpostitse:
"Exomoons voisi kertoa meille paljon aurinkokunnan ja muiden tähtijärjestelmien muodostumisesta. Näemme kuut aurinkokunnassamme, mutta ovatko ne yleisiä muualla? Meillä on taipumus ajatella niin, mutta emme voi tietää varmasti ennen kuin näemme heidät. Mutta se on tärkeä kysymys, koska jos saamme selville, ettei siellä ole kovin paljon kuut, se viittaa ehkä siihen, että aurinkokunnassamme tapahtui alkuaikoina jotain epätavallista, ja jolla voi olla suuria vaikutuksia siihen, kuinka elämä syntyi Maan. Toisin sanoen, onko aurinkokunnan järjestelmämme yhteinen kaikkialla galaksissa, vai onko meillä hyvin epätavallinen alkuperätarina? Ja mitä se sanoo elämän mahdollisuuksista, joita täällä syntyy? Exomoons tarjoaa meille johtolankoja vastaamiseen näihin kysymyksiin. ”
Lisäksi monien aurinkokunnan kuukausien - mukaan lukien Europa, Ganymede, Enceladus ja Titan - uskotaan olevan mahdollisesti asuttavia. Tämä johtuu tosiasiasta, että näissä kappaleissa on tasaisesti vaurioita haihtuvia aineita (kuten typpeä, vettä, hiilidioksidia, ammoniakkia, vetyä, metaania ja rikkidioksidia) ja että niissä on sisäisiä lämmitysmekanismeja, jotka voisivat tuottaa tarvittavaa energiaa biologisten prosessien käynnistämiseksi.
Tässäkin eksomoonien tutkiminen tarjoaa mielenkiintoisia mahdollisuuksia, kuten ovatko ne sitten asutettavissa vai jopa maapallon kaltaisia. Näistä ja muista syistä tähtitieteilijät haluavat nähdä, onko kaukaisissa tähtijärjestelmissä vahvistettujen planeettojen kuunjärjestelmiä ja millaiset olosuhteet niillä ovat. Mutta kuten Teachey totesi, eksomonien etsiminen asettaa useita haasteita verrattuna eksoplaneettojen metsästykseen:
”Kuut ovat vaikea löytää, koska 1) odotamme niiden olevan melko pieniä suurimman osan ajasta, mikä tarkoittaa, että kulkusignaali on aluksi melko heikko ja 2) joka kerta kun planeetta kulkee, kuu näkyy erilaisessa paikka. Tämä tekee niistä vaikeamman havaita tiedoissa, ja kauttakulkutapahtumien mallintaminen on huomattavasti laskennallisesti kalliimpaa. Mutta työmme hyödyntää kuukausien näkymistä eri paikoissa ottamalla aikakeskitetty signaali monien erilaisten kauttakulkutapahtumien ja jopa monien erilaisten eksoplanetaaristen järjestelmien kautta. Jos kuut ovat siellä, he tosiasiassa lähettävät signaalin planeetan kauttakulun molemmin puolin ajan myötä. Sitten on tärkeää mallintaa tämä signaali ja ymmärtää, mitä se tarkoittaa kuun koon ja esiintymisasteen suhteen. "
Tunnistaakseen eksomonien merkit, Teachey ja hänen kollegansa etsivät Kepler-tietokannasta ja analysoivat 284 eksoplaneetta-ehdokkaan kauttakulkua vastaavien tähtensä edessä. Nämä planeetat vaihtelivat koostaan maapallon ja Jupiterin kaltaisesta halkaisijasta ja kiertävät tähtiään etäisyydellä ~ 0,1 - 1,0 AU. Sitten he mallitsivat tähtiä käyrän käyttämällä vaiheittaistamista ja pinoamista.
Näitä tekniikoita käyttävät yleisesti tähtitieteilijät, jotka tarkkailevat tähtiä valon heikkenemisessä, joka johtuu planeettojen kulkeutumisesta (ts. Kauttakulkumenetelmä). Kuten Teachey selitti, prosessi on melko samanlainen:
”Pohjimmiltaan leikkaamme aikasarjatiedot yhtä suureiksi paloiksi, jokaisella kappaleella on yksi planeetan kauttakulku keskellä. Ja kun pinomme nämä kappaleet yhteen, pystymme saamaan selkeämmän kuvan siitä, miltä passitus näyttää ... Kuuhaussa teemme käytännössä saman asian, vasta nyt tarkastelemme tietoja planeetan päämatkan ulkopuolella. Kun pinoamme tiedot, otamme kaikkien datapisteiden keskiarvot tietyssä aikaikkunassa ja jos kuu on läsnä, meidän pitäisi nähdä siellä puuttuva tähtivalo, jonka avulla voimme päätellä sen läsnäolon. "
He löysivät yhden ehdokkaan, joka sijaitsee Kepler-1625 -järjestelmässä, keltainen tähti, joka sijaitsee noin 4000 valovuoden päässä Maasta. Nimeltään Kepler-1625B I, tämä kuu kiertää suuren kaasu jättiläisen, joka sijaitsee tähden asuttamisalueella, on 5,9 - 11,67-kertainen maan päällä ja kiertää tähtensä ajanjaksolla 287,4 päivää. Tämä exomoon-ehdokas, mikäli se olisi vahvistettava, on ensimmäinen koskaan löydetty exomoon-ehdokas
Ryhmän tulokset (jotka odottavat vertaisarviointia) osoittivat myös, että suuret kuut ovat harvinaisia esiintymiä tähtijärjestelmien sisäalueilla (yhden AU: n sisällä). Tämä oli yllättävää, vaikka Teachey myöntää, että se on yhdenmukainen viimeaikaisen teoreettisen työn kanssa. Jotkut viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että Jupiterin kaltaiset suuret planeetat voivat kadottaa kuunsa muuttaessaan sisäänpäin.
Jos tämän osoittautuu olevan niin, niin mitä Teachey ja hänen kollegansa todistavat, voidaan pitää todisteena prosessista. Se voi olla myös osoitus nykyisistä eksoplaneettojen metsästysoperaatioistamme, jotka eivät välttämättä ole eksomoonien havaitsemisen tehtäviä. Tulevien vuosien aikana seuraavien sukupolvien tehtävien odotetaan tarjoavan yksityiskohtaisempia analyysejä etäisistä tähtiistä ja niiden planeettajärjestelmistä.
Kuten Teachey totesi, myös näitä voidaan rajoittaa havaittavissaan, ja lopulta tarvitaan uusia strategioita:
”Kuujen harvinaisuus näiden tähtijärjestelmien sisäalueilla viittaa siihen, että yksittäisiä kuut ovat edelleen vaikeita löytää Kepler-tiedoista, ja myös tuleville operaatioille, kuten TESS, joiden pitäisi löytää paljon hyvin lyhyen ajanjakson planeettoja, on myös vaikea löytää nämä kuut. On todennäköistä, että kuut, joita odotamme edelleen olevan jonnekin siellä, asuvat näiden tähtijärjestelmien ulkoalueilla, aivan kuten he tekevät aurinkokuntamme. Mutta näitä alueita on paljon vaikeampaa koettaa, joten meidän on saatava entistä fiksummin, kuinka me etsimme näitä maailmoja nykyisten ja lähitulevaisten tietojoukkojen avulla. "
Sillä välin voimme varmasti poistua siitä tosiasiasta, että ensimmäinen eksomoni näyttää löytäneen. Vaikka nämä tulokset odottavat vertaisarviointia, tämän kuun vahvistaminen tarkoittaa lisää tutkimusmahdollisuuksia Kepler-1625 -järjestelmälle. Se, että tämä kuu kiertää tähden asumisalueella, on myös mielenkiintoinen ominaisuus, vaikkakin se ei todennäköisesti ole, että kuu itse on asuttava.
Silti mahdollisuus, että asuttava kuu kiertää kaasujättelijää, on varmasti mielenkiintoinen. Kuulostaako siltä, että jotakin tieteiskirjallisuuteen voinut tulla esiin?
