Cercetătorii se ceartă înainte și înapoi dacă am observat o exolună

Asta nu e luna! —

Cercetătorii se ceartă înainte și înapoi dacă am observat o exolună

La ani de la închiderea lui Kepler, oamenii se ceartă dacă a observat exoluni.

În 2017, lumea astronomiei a fost agitată la anunţ acea exoplaneta Kepler-1625b avea potențial propria sa lună – o exolună. Acesta a fost primul indiciu pe care îl văzuse cineva despre o exolună și a fost urmat cinci ani mai târziu de alt candidat în jurul planetei Kepler-1708b.

Până acum au fost descoperite peste cinci mii de exoplanete și nu știm cu certitudine dacă vreuna are luni în orbită, ceea ce a făcut aceste anunțuri atât de interesante. Exomoons oferă mai multe zone potențial locuibile în care putem căuta viață extraterestră, iar studiul lunilor poate fi o fereastră valoroasă în formarea planetei gazdă.

Dar au existat multe dezbateri despre acești candidați pentru exolună, cu mai multe grupuri care analizează datele obținute de la telescoapele spațiale Kepler și Hubble.

The cea mai recentă lucrare pe acest subiect, publicat de astronomi din Germania, a ajuns la concluzia că candidații exolună din jurul Kepler-1625b și Kepler-1708b sunt puțin probabili. Lucrări anterioare a pus, de asemenea, îndoieli asupra candidatului exolună din jurul lui Kepler-1625b.

Acesta nu este un caz clar, totuși. David Kipping, liderul grupului care a făcut atât descoperiri originale, cât și profesor asistent de astronomie la Universitatea Columbia, nu este de acord cu noua analiză. El și grupul său sunt în proces de pregătire a unui manuscris care răspunde la cea mai recentă publicație.

Un ac într-un car de fân

Cea mai comună metodă de detectare a exoplanetelor este metoda tranzitului. Această tehnică măsoară luminozitatea unei stele și caută o mică scădere a luminozității care corespunde unei planete care tranzitează în fața stelei.

Fotometria stelară poate fi extinsă pentru a căuta exoluni, o abordare inițiată de Kipping. Pe lângă principala cădere cauzată de planetă, dacă o lună orbitează în jurul planetei, ar trebui să puteți vedea o adâncime suplimentară, mai mică, cauzată de lună care protejează și o parte din lumina stelei.

Pe măsură ce lunile sunt mai mici, ele generează un semnal mai mic, ceea ce le face mai dificil de observat. Dar ceea ce face acest caz special și mai provocator este că stelele gazdă Kepler-1625 și Kepler-1708 nu sunt atât de strălucitoare. Acest lucru face ca lumina să fie și mai slabă – de fapt, aceste sisteme trebuie să aibă luni mari pentru a fi în pragul a ceea ce telescopul spațial Kepler poate detecta.

Modele, modele, modele

Până când oamenii de știință obțin mai multe date de la James Webb sau misiuni viitoare, cum ar fi PLATO de la ESA lansare, totul depinde de ceea ce pot face cu numerele existente.

„Aspectele relevante aici sunt modul în care datele în sine sunt procesate, ce fizică introduci atunci când modelezi acele date și apoi ce semnale posibile fals pozitive ar putea fi acolo care ar putea reproduce tipul de semnal pe care îl ai căuta,” Eamonn Kerinsa declarat lector superior în astronomie la Universitatea din Manchester, care nu a fost implicat în studiu Ars. „Cred că toată această dezbatere se concentrează în esență pe aceste întrebări”, a adăugat el.

Un fenomen cheie care necesită modelare precisă este cunoscut sub numele de efectul de întunecare a membrelor stelare. Stelele, inclusiv Soarele nostru, par mai slabe la marginea lor decât în ​​centru, din cauza efectelor atmosferei stelare. Deoarece acest lucru afectează luminozitatea aparentă a stelei, este clar important să înțelegem în contextul căutării exolunilor prin măsurarea luminozității unei stele.

„Avem modele pentru asta, dar nu știm exact cum se comportă o anumită stea în ceea ce privește acest efect de întunecare a membrelor stelare”, a spus. René Hellerautorul principal al studiului și astrofizician la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar, într-un interviu pentru Ars. Cum se comportă anumite stele poate fi dedus, dar acest lucru nu este întotdeauna banal. Prin includerea unor modele îmbunătățite pentru întunecarea membrelor stelare, autorii au descoperit că pot explica semnalele atribuite anterior unei exolună.

Procesarea datelor este, de asemenea, primordială, în special un tip de prelucrare cunoscut sub numele de detendință. Acest lucru ia în considerare variabilitatea pe termen lung a datelor de luminozitate, care este cauzată, printre altele, de variația stelar aleatorie și de variabilitatea instrumentului. Noua cercetare arată că rezultatul statistic, lună sau fără lună, este extrem de dependent de modul în care desfășurați această tendință.

Mai mult decât atât, autorii spun că datele obținute de la telescopul Hubble, care este în primul rând de unde provine afirmația pentru luna din jurul lui Kepler-1625b, nu pot fi eliminate în mod corespunzător și, prin urmare, nu ar trebui să fie bazate pe căutările exolună.

Două părți

Până la obținerea mai multor date, este probabil ca aceasta să rămână o discuție științifică în curs, fără o concluzie definitivă.

Kerins subliniază că Kipping și echipa sa au fost foarte măsurați în anunțuri. „Sunt foarte, foarte atenți să nu pretindă că este o detecție din fontă. Ei au făcut teste cuprinzătoare ale datelor care le-au primit și, într-adevăr, cred că diferența aici constă în ceea ce privește fizica pe care o puneți, modul în care procesați datele și, în cele din urmă, faptul că setul de date Kepler este într-adevăr pe marginea găsirii exomoons.”

Heller, însă, rămâne neconvins. „Impresia mea este că în datele Kepler, noi și alte echipe am făcut ceea ce este posibil în prezent și nu există niciun obiect convingător care să iasă cu adevărat în evidență.”

Lunii depășesc cu mult planetele din propriul nostru sistem solar—două sute nouăzeci la opt până în prezent — deci este rezonabil să presupunem că vom întâlni exoluni pe măsură ce continuăm să explorăm cerul. „Ar fi destul de extraordinar, cred, dacă vom continua să mergem în următorii câțiva ani și să nu găsim o exolună”, a spus Kerins. „Cred că poate fi doar o chestiune de timp.”

Nature Astronomy, 2023. DOI: 10.1038/s41550-023-02148-w

Ivan Paul este un scriitor independent cu sediul în Marea Britanie și își termină doctoratul în cercetarea cancerului. El este pe Twitter @ivan_paul_.