Een paar astronomen van Columbia University die NASA's Hubble Space Telescope en Kepler Space Telescope gebruiken, hebben overtuigend bewijs verzameld voor het bestaan ​​van een maan die rond een gasreuzenplaneet 8 draait. 000 lichtjaar verwijderd.

In een paper gepubliceerd op 3 oktober in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , Alex Teachey en David Kipping melden dat de detectie van een kandidaat-exomoon, dat wil zeggen, manen in een baan om planeten in andere sterrenstelsels - is ongebruikelijk vanwege zijn grote omvang, vergelijkbaar met de diameter van Neptunus. Zulke gigantische manen bestaan ​​niet in ons eigen zonnestelsel, waar bijna 200 natuurlijke satellieten zijn gecatalogiseerd.

"Dit zou het eerste geval zijn van het detecteren van een maan buiten ons zonnestelsel, " zei Kipping, een assistent-professor in de astronomie aan Columbia. "Als dit wordt bevestigd door vervolgobservaties van Hubble, de bevinding zou essentiële aanwijzingen kunnen geven over de ontwikkeling van planetaire systemen en kan experts ertoe brengen theorieën te herzien over hoe manen zich rond planeten vormen."

Bij het zoeken naar exomanen, de onderzoekers analyseerden gegevens van 284 door Kepler ontdekte planeten die zich in relatief wijde banen bevonden, met perioden van meer dan 30 dagen, rond hun gastster. De waarnemingen maten het kortstondige dimmen van het sterlicht toen een planeet voor zijn ster passeerde, transit genoemd. De onderzoekers vonden één voorbeeld, in Kepler 1625b, die intrigerende anomalieën had.

"We zagen kleine afwijkingen en wiebels in de lichtcurve die onze aandacht trokken, ' zei Kipping.

De Kepler-resultaten waren genoeg voor het team om 40 uur tijd te krijgen met Hubble om de planeet intensief te bestuderen, het verkrijgen van gegevens vier keer nauwkeuriger dan die van Kepler. De onderzoekers volgden de planeet voor en tijdens de 19 uur durende transit over het gezicht van de ster. Nadat het afgelopen was, Hubble ontdekte 3,5 uur later een tweede en veel kleinere afname in de helderheid van de ster, consistent met "een maan die de planeet achtervolgt als een hond die zijn baasje aan de lijn volgt, ' zei Kipping. 'Helaas, de geplande Hubble-waarnemingen eindigden voordat de volledige doorgang van de maan kon worden gemeten."

Naast deze dip in het licht, Hubble leverde ondersteunend bewijs voor de maanhypothese door te meten dat de planeet 1,25 uur eerder dan voorspeld aan zijn transit begon. Dit komt overeen met de planeet en de maan die rond een gemeenschappelijk zwaartepunt (barycentrum) draaien waardoor de planeet zou wiebelen vanaf de voorspelde locatie.

"Een buitenaardse beschaving die de aarde en de maan door de zon ziet passeren, zou soortgelijke anomalieën opmerken in de timing van de doorgang van de aarde, ' zei Kipping.

De onderzoekers merken op dat deze anomalie in principe kan worden veroorzaakt door de aantrekkingskracht van een hypothetische tweede planeet in het systeem, hoewel Kepler tijdens zijn vierjarige missie geen bewijs vond voor extra planeten rond de ster.

"Een begeleidende maan is de eenvoudigste en meest natuurlijke verklaring voor de tweede dip in de lichtcurve en de afwijking in de baantijd, " zei hoofdauteur Teachey, NSF Graduate Fellow in astronomie aan Columbia. "Het was een schokkend moment om die lichtcurve te zien, mijn hart begon wat sneller te kloppen en ik bleef maar naar die handtekening kijken. Maar we wisten dat het onze taak was om het hoofd koel te houden en elke denkbare manier te testen waarop de gegevens ons zouden kunnen misleiden totdat we geen andere verklaring meer hadden."

De maan is naar schatting slechts 1,5 procent van de massa van zijn begeleidende planeet, die zelf geschat werd op meerdere malen de massa van Jupiter. Deze waarde ligt dicht bij de massaverhouding tussen de aarde en de maan. Maar in het geval van het aarde-maansysteem en het Pluto-Charon-systeem - de grootste van de vijf bekende natuurlijke satellieten van de dwergplaneet Pluto - wordt verondersteld dat een vroege botsing met een groter lichaam materiaal heeft weggeschoten dat later samensmolt tot een maan. Kepler 1625b en zijn satelliet, echter, zijn gasvormig, niet rotsachtig, en, daarom, een dergelijke botsing mag niet leiden tot condensatie van een satelliet.

Exomoons zijn moeilijk te vinden omdat ze kleiner zijn dan hun begeleidende planeet en dus is hun transitsignaal zwak; ze verschuiven ook van positie bij elke transit omdat de maan om de planeet draait. In aanvulling, de ideale kandidaat-planeten met manen in grote banen, met lange en onregelmatige transittijden. Bij deze zoektocht de maan ter grootte van Neptunus zou vanwege zijn grote omvang een van de gemakkelijkst te detecteren maantjes zijn geweest.

De gastplaneet en zijn maan liggen binnen de bewoonbare zone van de ster (Kepler 1625), waar gematigde temperaturen het bestaan ​​van vloeibaar water op elk vast planetair oppervlak mogelijk maken. "Beide lichamen, echter, worden als gasvormig beschouwd en daarom ongeschikt voor het leven zoals wij dat kennen, ' zei Kipping.

Toekomstige zoekopdrachten zullen gericht zijn op planeten ter grootte van Jupiter die verder van hun ster verwijderd zijn dan de aarde van de zon. Er zijn er slechts een handvol van in de Kepler-database. NASA's aankomende James Webb Space Telescope kan echt "opruimen" bij het zoeken naar satellieten, zei Kipping. "We kunnen hele kleine manen verwachten."