Gdy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) wystartował w 2021 roku, wielu naukowców oczekiwało, że jednym z jego najważniejszych osiągnięć będzie odkrycie egzoksiężyców, czyli naturalnych satelitów krążących wokół odkrywanych przez niego egzoplanet. Po czterech latach pracy poszukiwania wciąż jednak przynoszą więcej pytań niż odpowiedzi.
Dotychczasowe obserwacje JWST pozwoliły uzyskać jedynie niepewne wskazówki. W przypadku planety WASP-39b nietypowe ilości sodu i dwutlenku siarki w atmosferze mogą sugerować obecność wyjątkowo aktywnego wulkanicznie księżyca, który dostarcza tych gazów. Z kolei przy brązowym karle W1935 zarejestrowano emisje metanu, które również mogą wskazywać na ukrytego satelitę. W żadnym z tych przypadków nie udało się jednak bezpośrednio potwierdzić istnienia księżyca.
Z tego też powodu planeta Kepler-167e wydawała się znacznie lepszym celem polowań na egzoksiężyce. Jest zbliżona wielkością do Jowisza i krąży w odległości porównywalnej z obszarem pomiędzy Marsem a Jowiszem w naszym Układzie Słonecznym. Skoro Jowisz ma dziesiątki księżyców, istnienie podobnych obiektów wokół Kepler-167e wydawało się bardzo prawdopodobne. Układ ten zawiera jednak również trzy bliższe gwieździe superziemie, co dodatkowo komplikuje interpretację zmian jasności podczas tranzytów.
Zespół naukowców odpowiedzialnych za najnowsze opracowanie poświęcił aż 60 godzin niezwykle cennego czasu obserwacyjnego instrumentu NIRSpec na JWST, aby przeanalizować sześć tranzytów planety — każdy trwający około dziesięciu godzin. Dane zebrano w formie krzywych blasku — bardzo dokładnych pomiarów zmian jasności gwiazdy. Niestety, instrumenty teleskopu wprowadziły własne zakłócenia: w każdej sesji obserwowano powolny spadek jasności, wynikający z efektów detektora. Problem w tym, że takie zjawisko zachodziło w skali czasowej bardzo podobnej do ewentualnego przejścia księżyca, co znacząco utrudniało analizę.
Aby zwiększyć wiarygodność wyników, dane poddano obróbce przy użyciu kilku niezależnych metod: specjalnie zaprojektowanego na potrzeby pracy algorytmu oraz dwóch uznanych narzędzi — ExoTiC-JEDI i katahdin. Następnie porównano je z czterema różnymi modelami statystycznymi, od prostych dopasowań funkcji po zaawansowane analizy probabilistyczne.
I co? Aż siedem z dwunastu kombinacji analiz zasugerowało sygnał mogący pochodzić od księżyca. Jednak po szczegółowej weryfikacji pojawiły się wątpliwości. Zwyczajna plama gwiazdowa mogła dać niemal identyczny efekt, jeśli w trakcie tranzytu znalazła się za planetą. Wcześniejsze dane z teleskopów Kepler i Spitzer sugerują, że gwiazda macierzysta, choć ogólnie spokojna, może tworzyć takie plamy. Co więcej, potencjalny księżyc musiałby być o około 30% większy, niż przewidują modele teoretyczne dla takiego układu. I bądź tu mądry.
Z powodu tych niezgodności badacze uznali, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem obserwowanego sygnału jest plama na powierzchni gwiazdy. Tym razem więc nie udało się potwierdzić istnienia egzoksiężyca.
Mimo braku przełomu poszukiwania trwają. Kepler-167e ponownie przejdzie przed swoją gwiazdą w październiku 2027 roku i badacze już teraz liczą na kolejną szansę obserwacji. Równolegle inne programy JWST wciąż są ukierunkowane na ten cel. Naukowcy pozostają optymistami: pierwsze potwierdzone odkrycie egzoksiężyca to nie kwestia tego, czy do niego dojdzie – lecz kiedy.
Źródło: arXiv