Astronomen entdecken einen Mond in der Größe eines Neptuns in einem fernen Sonnensystem
Beim Durchsuchen von Archivdaten des inzwischen stillgelegten Kepler-Weltraumteleskops haben Astronomen einen vielversprechenden neuen Exomond-Kandidaten gefunden, was eine außergewöhnlich seltene Entdeckung ist.
Bis heute haben Astronomen die Existenz von 4.884 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bestätigt, weitere 8.414 warten darauf, bestätigt zu werden . Trotzdem müssen Astronomen das Vorhandensein eines Exomonds im Orbit um einen dieser Exoplaneten noch bestätigen. Das ist überraschend, wenn man bedenkt, dass allein unser Sonnensystem über 175 Monde beherbergt.
Ja, im Laufe der Jahre wurden potenzielle Exomonde entdeckt, darunter der sehr vielversprechende Kepler-1625 bi-Kandidat, den Astronomen 2018 entdeckten , zusammen mit einer Reihe von angeblichen Exomonden , die 2020 beschrieben wurden und die unabhängige Analysen später ausgeschlossen haben (siehe hier und hier ) . . Aber diese Sichtungen sind weiterhin selten. Erfreulicherweise können wir dieser schmerzhaft kleinen Kandidatenliste nun einen neuen Exomond hinzufügen, wie Wissenschaftler heute in einem neuen Artikel über Naturastronomie ankündigten .
Frustrierenderweise ist dies ein weiterer Kandidat für einen Exomond, „der weitere Beobachtungen erfordert“, da sowohl die „Natur als auch unterstützende Beweise zum jetzigen Zeitpunkt angemessene Skepsis erfordern“, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Studie. Das Papier schätzt, dass es eine Wahrscheinlichkeit von 1 % gibt, dass das beobachtete Exomond-Signal falsch positiv ist, was für Wissenschaftler eine unerträgliche Menge an Unsicherheit darstellt.
Ich habe David Kipping von der Columbia University, den Erstautor der neuen Studie, gefragt, warum Astronomen Schwierigkeiten haben, die Anwesenheit natürlicher Satelliten um ferne Exoplaneten zu bestätigen. "Exomoons", antwortete er in einer E-Mail, "es wird allgemein erwartet, dass sie klein sind und ihre Signale mit denen ihres größeren Planetenwirts verwechselt werden, was es schwierig macht, sie zu entwirren."
Die Transit-Erkennungsmethode ist mit Recht dafür verantwortlich. Astronomen können Exoplaneten erkennen, indem sie die periodische Verdunkelung entfernter Sterne messen, die dadurch entsteht, dass ein Objekt vorübergehend vor ihnen vorbeizieht. Das Erkennen eines Signals innerhalb dieses Signals – insbesondere für einen winzigen Mond – erweist sich als Herausforderung. Gleichzeitig hat die Transitmethode dazu geführt, dass Astronomen Exoplaneten mit kurzen Umlaufzeiten bevorzugen (diese Exoplaneten ziehen häufiger an ihren Wirtssternen vorbei, was wiederholte Beobachtungen über kurze Zeiträume ermöglicht). Das Problem ist, dass Planeten in unmittelbarer Nähe ihrer Wirtssterne möglicherweise nicht die besten Kandidaten für die Aufnahme von Exomonden sind.
Unser Sonnensystem ist dafür ein Paradebeispiel; Die Gas- und Eisriesen Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun sind weit von der Sonne entfernt, aber von Monden umgeben. Vor diesem Hintergrund beschlossen Kipping und seine Kollegen, kühle Exoplaneten mit langen Umlaufzeiten zu untersuchen, in der Hoffnung, Exomonde zu entdecken.
Dazu betrachteten sie Daten, die vom verstorbenen, großen Kepler-Weltraumteleskop gesammelt wurden. Eine „kleine Stichprobe von Planetenkandidaten mit langer Periode wurde von Kepler entdeckt – Welten mit Umlaufbahnen, die größer sind als die der Erde um die Sonne“, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Studie. „Die jupitergroßen Planeten unter diesen sind von besonderem Interesse, da angenommen wird, dass die Satellitenbildung ein natürliches Ergebnis der Entstehung solcher Planeten ist.“
Das Team untersuchte 70 Gasriesen-Exoplaneten, die alle Umlaufzeiten von mehr als einem Jahr aufweisen. Von diesen zeigte nur einer ein Signal, das mit einem Exomond vereinbar war, aber es war nichtsdestotrotz ein Signal. Der scheinbare Exomond, der sich 5.700 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, „verursacht einen Transit, genau wie der Exoplanet“, aber „dieser zweite Transit ist viel flacher und überschneidet sich mit dem primären Dip“, sagte Kipping gegenüber Gizmodo.
Der Exomond-Kandidat wurde zusammen mit dem jupitergroßen Gasriesen Kepler-1708 b gefunden, der einen sonnenähnlichen Stern in einer Entfernung von 1,6 AE umkreist (wobei 1 AE die durchschnittliche Entfernung von der Erde zur Sonne ist). Der Kandidat wurde als Kepler-1708 bi bezeichnet, wobei das „i“ den angeblichen Exomond darstellt.
Faszinierenderweise ist dieser Mond mit 2,6-facher Größe der Erde ziemlich groß. So etwas haben wir offensichtlich nicht in unserem Sonnensystem, der größte Mond ist Jupiters Ganymed, der weniger als halb so groß ist wie die Erde. Interessant ist diese Beobachtung auch deshalb, weil Kepler-1625 bi, der 2018 entdeckte Exomond-Kandidat, ebenfalls sehr groß ist. Daher „gesellt sich Kepler-1708 bi zu Kepler-1625 bi als ein weiteres Beispiel für einen unerwartet großen Exomond-Kandidaten – was die Überraschung widerspiegelt, die Entdeckungen des heißen Jupiters Mitte der 1990er Jahre hervorriefen“, schreiben die Wissenschaftler.
Die Herausforderung besteht nun darin, herauszufinden, wie diese großen Monde entstanden sind und wie sie dazu kamen, sich in Umlaufbahnen um langperiodische Gasriesen niederzulassen. Vorausgesetzt natürlich, dies sind echte Exomonde und keine kolossale Wildgansjagd. Zu den Erklärungen, die in dem neuen Papier postuliert werden, gehören Planet-auf-Planet-Kollisionen, die Bildung von Monden in gasförmigen zirkumplanetaren Scheiben oder direktes Einfangen durch Gravitation.
Die Antwort, egal wie sie lautet, wird uns zweifellos etwas Neues über Planetensysteme und ihre Entstehung verraten. Aber das Wichtigste zuerst: Astronomen müssen diese Objekte noch als echte Exomonde bestätigen. Hoffentlich werden zukünftige Beobachtungen des kürzlich gestarteten Webb-Teleskops und anderer Observatorien diese dringend benötigte Antwort liefern.
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