Kontrowersje wokół pierwszego księżyca poza Układem Słonecznym

[reklama_1]

Odkrycie pierwszego egzoksiężyca przez zespół naukowców z Uniwersytetu Columbia spotkało się ze sceptycyzmem niektórych astronomów.

Symulacja egzoksiężyca krążącego wokół planety poza Układem Słonecznym. Zdjęcie: NASA GSFC/Jay Friedlander i Britt Griswold — Symulacja egzoksiężyca krążącego wokół planety poza Układem Słonecznym. Zdjęcie: *NASA GSFC/Jay Friedlander i Britt Griswold*

Astronomowie zawsze wiedzieli, że znalezienie księżyców wokół egzoplanet byłoby ogromnym osiągnięciem, ale teraz w dziedzinie planetologii wybuchła debata, która pokazuje, jak trudno jest je dostrzec, jak donosi Live Science . Historia rozpoczęła się w 2018 roku, kiedy zespół badaczy, w tym David Kipping, adiunkt astronomii na Uniwersytecie Columbia, uznał, że odkrył pierwszy egzoksiężyc. Obiekt krąży wokół egzoplanety Kepler-1625b, planety podobnej do Jowisza, oddalonej od Ziemi o około 8000 lat świetlnych. Obiekt został pierwotnie odkryty za pomocą Kosmicznego Teleskopu Keplera.

Po odkryciu, księżyc Keplera-1625b otrzymał nazwę „Kepler-1625 b I”. Później potwierdzono to dodatkowo danymi z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. W 2022 roku inny zespół, w tym Kipping, najwyraźniej odkrył drugi egzoksiężyc, tym razem korzystając wyłącznie z Keplera. Obiekt ten krąży wokół Keplera-1708 b, gazowego olbrzyma oddalonego od Ziemi o 5400 lat świetlnych i masie 4,6 razy większej od masy Jowisza. Drugi potencjalny egzoksiężyc również nosi nazwę „Kepler-1708 b I”, podobnie jak pierwszy księżyc.

Technika zastosowana do wykrycia obu egzoplanet jest podobna do metody tranzytu, która do tej pory dodała ponad 5000 planet do katalogu egzoplanet. Metoda tranzytu opiera się na wykrywaniu niewielkich spadków jasności gwiazdy, które powstają, gdy planeta przesuwa się przed gwiazdą z ziemskiej perspektywy. Ta sama zasada dotyczy egzoksiężyców, choć w znacznie mniejszej skali. Jeśli te księżyce znajdują się w odpowiedniej pozycji wokół swojej planety podczas tranzytu, spowoduje to również niewielki spadek jasności.

Jednak tak niewielkie spadki jasności wskazują na istnienie Kepler-1625 b I i Kepler-1708 b I w obozie egzoksiężyców. Spadki spowodowane przez egzoksiężyce są jednak tak niewielkie, że nie można ich bezpośrednio zaobserwować. Zamiast tego naukowcy muszą wykorzystać zaawansowane algorytmy komputerowe, aby znaleźć je w danych z teleskopu.

Kipping powiedział, że zarówno jego zespół, jak i zespół przeciwny, kierowany przez René Hellera, korzystały z tego samego zestawu danych z tego samego teleskopu, ale zniknięcie Kepler-1625 b I i Kepler-1708 b I mogło wynikać ze sposobu, w jaki zespoły przetwarzały dane za pomocą swoich algorytmów. Kipping zasugerował, że mogli pominąć Kepler-1708 b I ze względu na oprogramowanie wybrane do analizy danych z Hubble'a i Keplera. Oprogramowanie Hellera, choć powiązane z oprogramowaniem używanym przez zespół Kippinga, różni się nieco. Kipping zasugerował również, że zespół Hellera korzysta z ich oprogramowania, ponieważ jest ono generalnie bardzo niezawodne poza ustawieniami domyślnymi i wrażliwe na niektóre kroki wykorzystywane do przetwarzania danych. To może wyjaśniać, dlaczego egzoksiężyce zostały pominięte w obliczeniach.

W przypadku Kepler-1625 b I, Heller i jego współpracownicy zasugerowali wykorzystanie efektu „ciemnienia krawędzi gwiazdy”, w którym krawędź gwiazdy jest ciemniejsza niż jej środek, aby wpłynąć na sygnał egzoksiężyca. Zespół Hellera argumentował, że efekt ten lepiej wyjaśnia obserwacje gwiazdy macierzystej niż przyciemnienie spowodowane egzoksiężycem. Kipping stwierdził, że to podejście nie jest odpowiednie w przypadku potencjalnego egzoksiężyca, ponieważ jego zespół uwzględnił efekt przyciemnienia krawędzi gwiazdy przy opisywaniu istnienia Kepler-1625 b I. Heller i jego zespół nie wierzą w istnienie Kepler-1625 b I i Kepler-1708 b I.

Zarówno Heller, jak i Kipping zgadzają się, że badania powinny być kontynuowane. Powodem, dla którego egzoksiężyce pojawiają się podczas tranzytów, jest to, że są to masywne obiekty o rozmiarach sub-Neptuna, o średnicy od 1,6 do 4 razy większej od średnicy Ziemi. Jeśli istnieją, są masywne. Kipping uważa, że to jeden z powodów, dla których są zbyt rzadkie, by uznać je za pierwsze odkrycie egzoksiężyca. Planuje wykorzystać Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) do poszukiwań kolejnych egzoksiężyców, które bardziej przypominają księżyce w naszym Układzie Słonecznym.

An Khang (według Live Science )

Link źródłowy