Otkako je postavljen u ožujku 2009. godine, misija Kepler otkrila je tisuće kandidata koji nisu sunčani. Zapravo je između 2009. i 2012. otkrio ukupno 4996 kandidata i potvrdio postojanje 2.337 egzoplaneta. Čak i nakon što dva reakcijska kotača nisu uspjela, svemirska letjelica je i dalje uspjela podići udaljene planete u sklopu svoje misije K2, čineći još 521 kandidata i potvrdivši 157.
Međutim, prema novoj studiji koju su provela dva istraživanja sa Sveučilišta Columbia i građanski znanstvenik, Kepler je također mogao pronaći dokaze o ekstra sunčevom mjesecu. Nakon probiranja podataka iz stotina tranzita koje je otkrila misija Kepler, istraživači su pronašli jedan slučaj gdje je tranzitni planet pokazivao znakove posjedovanja satelita.
Njihovu studiju - koja je nedavno objavljena na mreži pod naslovom „HEK VI: O dragocjenosti galilejskih analoga u Kepleru i Exomoon kandidatu Kepler-1625b I“ - vodio je Alex Teachey, diplomski student na Sveučilištu Columbia i diplomski znanstveni suradnik sa Nacionalna zaklada za znanost (NSF). Pridružili su mu se David Kipping, docent astronomije na Sveučilištu Columbia i glavni istraživač projekta Lov na eksomone s Keplerom (HEK) i Allan Schmitt, građanski znanstvenik.
Već godinama dr. Kipping pretražuje Kepler-ovu bazu podataka kako bi pronašao dokaze o egzomoonima, kao dio HEK-a. To ne iznenađuje s obzirom na vrste mogućnosti koje exomoons pružaju za znanstvena istraživanja. Unutar našeg Sunčevog sustava, istraživanje prirodnih satelita otkrilo je važne stvari o mehanizmima koji pokreću rano i kasno formiranje planeta, a Mjeseci posjeduju zanimljiva geološka obilježja koja se obično nalaze na drugim tijelima.
Iz tog razloga se proširivanje tog istraživanja na lov na egzoplanete smatra neophodnim. Već su misije lova egzoplaneta poput Keplera stvorile bogatstvo planeta koje izazivaju konvencionalne ideje o tome kako je formiranje planeta i koje su vrste planeta moguće. Najistaknutiji primjer su plinski divovi koji su promatrali orbite vrlo blizu svojih zvijezda (aka. "Hot Jupiters").
Kao takvo, proučavanje egzoona moglo bi pružiti vrijedne podatke o tome koja je vrsta satelita moguća i jesu li naši mjesečevi tipični ili ne. Kao što je Teachey rekao za Space Magazine putem e-pošte:
"Exomoons bi nam mogao puno reći o nastanku našeg Sunčevog sustava i drugih zvijezdanih sustava. Mjesece vidimo u našem Sunčevom sustavu, ali jesu li i drugdje uobičajeni? Skloni smo razmišljanju tako, ali ne možemo sigurno znati dok ih stvarno ne vidimo. Ali važno je pitanje jer, ako otkrijemo da nema jako puno Mjeseca vani, to sugerira da se možda u našem Sunčevom sustavu dešavalo nešto neobično u ranim danima, a to bi moglo imati velike implikacije na način na koji je nastao život na Zemlja. Drugim riječima, je li povijest našeg Sunčevog sustava uobičajena u cijeloj galaksiji ili imamo vrlo neobičnu priču o podrijetlu? A što to govori o šansama za život ovdje? Exomoons nas drži do traga za odgovorima na ova pitanja. "
Nadalje, smatra se da su mnogi Mjeseci Sunčevog sustava - uključujući Europa, Ganymede, Enceladus i Titan - potencijalno useljivi. To je zbog činjenice da ta tijela imaju stalne zalihe hlapljivih tvari (poput dušika, vode, ugljičnog dioksida, amonijaka, vodika, metana i sumpornog dioksida) i posjeduju unutarnje mehanizme grijanja koji bi mogli osigurati potrebnu energiju za pokretanje bioloških procesa.
I ovdje proučavanje egzoona pruža zanimljive mogućnosti, poput toga da li su možda useljivi ili čak nalik na Zemlju. Iz tih i drugih razloga astronomi žele vidjeti imaju li planeti koji su potvrđeni u udaljenim sustavima zvijezda sustave mjeseca i kakvi su uvjeti na njima. No, kako je Teachey naznačio, potraga za egzomoonima predstavlja niz izazova u usporedbi s lovom na egzoplanete:
„Mjesece je teško pronaći jer 1) očekujemo da će oni biti prilično mali većinu vremena, što znači da će tranzitni signal biti vrlo slab za početak, i 2) svaki put kada planet prođe, mjesec će se pojaviti u drugom mjesto. To ih otežava otkrivanje u podacima, a modeliranje tranzitnih događaja znatno je računski skuplje. Ali naš rad koristi mjesečeve koji se prikazuju na različitim mjestima uzimajući vremenski prosjek signala kroz različite događaje u tranzitu, pa čak i kroz mnogo različitih egzoplanetarnih sustava. Ako su Mjeseci tamo, oni će vremenom iscrpiti signal s obje strane planetarnog tranzita. Tada je stvar modeliranja ovog signala i razumijevanja što on znači u odnosu na veličinu mjeseca i stopu pojavljivanja. "
Da bi pronašli znakove egzoona, Teachey i njegovi kolege pretraživali su kroz Kepler-ovu bazu podataka i analizirali tranzite 284 kandidata za egzoplanetu ispred svojih zvijezda. Ti planeti su se kretali u veličini od promjera sličnih Zemlji do Jupitera i okružili su njihove zvijezde na udaljenosti između ~ 0,1 do 1,0 AU. Zatim su modelirali svjetlosnu krivulju zvijezda tehnikama faznog pregiba i slaganja.
Ovu se tehniku često koriste astronomi koji prate zvijezde radi smanjenja svjetlosti koje nastaju zbog tranzita planeta (tj. Tranzitne metode). Kao što je Teachey objasnio, postupak je prilično sličan:
„U osnovi podatke smo rezali na vremenske serije u jednake komade, a svaki komad ima jedan tranzit planete u sredini. A kad ove komade složimo zajedno, moći ćemo dobiti jasniju sliku kako izgleda tranzit ... Za pretragu mjeseca radimo u osnovi istu stvar, samo što sada gledamo podatke izvan glavnog planetarnog tranzita. Jednom kada složimo podatke, uzimamo prosječne vrijednosti svih podatkovnih točaka u određenom vremenskom roku i, ako je prisutan mjesec, tamo bismo trebali vidjeti neko svjetlo koje nedostaje, što nam omogućava da zaključimo njegovu prisutnost. "
Pronašli su samo jednog kandidata smješten u sustavu Kepler-1625, žutu zvijezdu koja se nalazi oko 4000 svjetlosnih godina od Zemlje. Označeni Kepler-1625B I, ovaj mjesec kruži oko velikog plinskog giganta koji se nalazi u zoni nastanka zvijezde, 5,9 do 11,67 puta većeg od Zemlje, a kruži oko njegove zvijezde u periodu od 287,4 dana. Ovaj kandidat za exomoon, ako treba potvrditi, bit će prvi exomoon ikad otkriven
Rezultati tima (koji čekaju recenziju) također su pokazali da su velike mjesečine rijetka pojava u unutrašnjim područjima zvjezdanih sustava (unutar 1 AU). Ovo je bilo nešto iznenađenje, iako Teachey priznaje da je u skladu s nedavnim teorijskim radom. Prema onome što sugeriraju nedavne studije, velike planete poput Jupitera mogle bi izgubiti mjesece dok migriraju prema unutra.
Ako se pokaže da je to slučaj, tada bi ono što su Teachey i njegovi kolege svjedočili moglo biti dokaz tom procesu. To bi također mogao biti pokazatelj da naše trenutne misije lova egzoplaneta možda nisu dorasle zadatku otkrivanja eksoona. U narednim godinama očekuje se da će misije sljedeće generacije pružiti detaljnije analize udaljenih zvijezda i njihovih planetarnih sustava.
Međutim, kako je Teachey naznačio, i ove bi mogle biti ograničene u pogledu onoga što mogu otkriti, a u konačnici će trebati biti potrebne nove strategije:
„Rijetkost Mjeseca u unutrašnjosti ovih sustava zvijezda sugerira da će pojedinačni Mjeseci i dalje biti teško pronaći u Keplerovim podacima, a nadolazeće misije poput TESS-a, koje bi trebale pronaći mnoštvo planeta vrlo kratkog perioda, također će imati teško pronaći ove mjesece. Vjerojatno su mjesečevi, za koje i dalje očekujemo da su negdje vani, smješteni u vanjskim područjima ovih zvjezdanih sustava, kao što to čine u našem Sunčevom sustavu. Ali ove je regije mnogo teže ispitati, pa ćemo morati biti još pametniji u načinu na koji tražimo te svjetove sa sadašnjim i bliskim budućim bazama podataka. "
U međuvremenu se sigurno možemo iščekivati zbog činjenice da je prvi exomoon, čini se, otkriven. Dok ovi rezultati čekaju stručni pregled, potvrda ovog mjeseca značit će dodatne mogućnosti istraživanja za Kepler-1625 sustav. Činjenica da ovaj mjesec kruži u zoni naseljenosti zvijezde je također zanimljiva karakteristika, mada nije vrlo vjerojatno da je Mjesec useljiv.
Ipak, mogućnost useljenog mjeseca u orbiti za plinskog giganta svakako je zanimljiva. Zvuči li to kao nešto što bi se moglo pojaviti u nekim filmovima znanstvene fantastike?
