Czyżby udało się w końcu odkryć pierwszy egzoksiężyc?

Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz starszych danych z Kosmicznego Teleskopu Kepler dwójka astronomów odkryła pierwsze przekonujące dowody na odkrycie księżyca poza Układem Słonecznym. Dane wskazują na obecność egzoksiężyca o rozmiarach Neptuna w układzie planetarnym oddalonym od nas o 8000 lat świetlnych. Nowe wyniki zostały opublikowane w periodyku Science Advances.

Poszukiwanie egzoplanet – planet spoza naszego własnego Układu Słonecznego – zwieńczone zostało pierwszym odkryciem zaledwie 30 lat temu. Choć obecnie astronomowie odkrywają nowe planety niemal regularnie, poszukiwania księżyców krążących wokół tych egzoplanet do dzisiaj pozostawały bezskuteczne.

W 2017 roku Kosmiczny Teleskop Kepler zarejestrował coś co mogłoby być księżycem krążącym wokół planety Kepler-1625b. Teraz, dwójka astronomów z Columbia University w Nowym Jorku wykorzystała niezrównane możliwości Kosmicznego Teleskopu Hubble’a do zbadania gwiazdy Kepler-1625 znajdującej się 8000 lat świetlnych od Ziemi oraz jej planety. Nowe obserwacje wykonane za pomocą Hubble’a dostarczyły przekonujących dowodów na obecność dużego egzoksiężyca krążącego wokół jedynej znanej planety krążącej wokół Kepler-1625. Jeżeli odkrycie zostanie potwierdzone, będzie to pierwszy odkryty egzoksiężyc!

Kandydat na księżyc, oznaczony Kepler-1625b-i jest nietypowym obiektem, z uwagi na swój rozmiar; średnicą zbliżony jest do Neptuna. Tak potężne księżyce nie występują w naszym Układzie Słonecznym. “To odkrycie może dostarczyć nam nowych informacji o rozwoju układów planetarnych oraz może zmusić astronomów do odświeżenia teorii opisujących powstawanie księżyców” mówi Alex Teachey, doktorant prowadzący badania.

Planeta macierzysta księżyca także nie należy do najmniejszych. Jest go gazowy olbrzym kilkukrotnie masywniejszy od Jowisza. Okrąża ona swoją gwiazdę w odległości zbliżonej do odległości Ziemi od Słońca, dzięki czemu znajduje się (wraz ze swoim księżycem) blisko wewnętrznej krawędzi ekosfery swojej gwiazdy.

W celu odkrycia dowodów istnienia egzoksiężyca, badacze obserwowali planetę podczas tranzytu na tle tarczy jej gwiazdy macierzystej. “Dostrzegliśmy niewielkie odchylenia i wahania krzywej blasku, które przykuły naszą uwagę” mówi David Kipping, drugi autor opracowania.

Obserwowaliśmy planetę za pomocą Hubble’a przed i w trakcie trwającego 19 godzin tranzytu. Po zakończeniu tranzytu, Hubble wykrył drugi i znacznie mniejszy spadek jasności gwiazdy jakieś 3.5 godziny później, zgadzający się z obecnością potencjalnego księżyca podążającego za planetą. “To był zdecydowanie moment szoku – mój puls przyspieszył i tylko wpatrywałem się w dane” przypomina sobie David Kipping. Niestety zaplanowane obserwacje za pomocą Hubble’a zakończyły się przed zakończeniem obserwacji pełnego tranzytu księżyca.

Oprócz tego drugiego spadku jasności gwiazdy, Hubble dostarczył dodatkowego dowodu na korzyść hipotezy księżyca rejestrując tranzyt planety ponad godzinę wcześniej niż przewidywano. To sytuacja zgodna z modelem układu, w którym planeta i jej księżyc krążą wokół wspólnego środka masy, przez co planeta nieznacznie i okresowo zmienia swoje położenie względem tego, w którym byłaby gdyby była obiektem pojedynczym.

Co do zasady, owa anomalia może być także spowodowana grawitacyjnym przyciąganiem ze strony hipotetycznej drugiej planety w układzie, ale Kosmiczny Teleskop Kepler nie odkrył żadnych dowodów na obecność dodatkowych planet krążących wokół tej gwiazdy w trakcie swojej czteroletniej misji. Niemniej jednak do potwierdzenia istnienia Kepler-1625b-i potrzeba dodatkowych obserwacji.

“Jeżeli odkrycie się potwierdzi, Kepler-1625b-i będzie z pewnością stanowił interesującą zagadkę dla teoretyków” mówi Kippling.  Teachey dodaje: “To doskonale nam uświadamia jak mało wiemy o odległych układach planetarnych”.

Źródło: STScI