Astronomii au știut întotdeauna să repereze luni în jurul planetelor din afara sistem solar nu ar fi o ispravă deloc – dar o dezbatere care se desfășoară în prezent în cercurile științelor planetare arată cât de dificilă va fi detectarea acestor așa-numite exoluni.
Povestea începe în 2018, când astronomi, inclusiv David Kipping, profesor asistent de astronomie la Universitatea Columbia, au crezut că au făcut prima detectie a unei exoluni. Subiectul a fost găsit în jurul exoplanetei Kepler-1625b, o lume asemănătoare lui Jupiter, situată la aproximativ 8.000 de ani lumină de Pământ. A fost observat inițial cu telescopul spațial Kepler.
La presupusa sa descoperire, luna lui Kepler-1625b a fost numită în mod adecvat „Kepler-1625 b I”. Mai târziu, se pare că a fost confirmat în continuare cu date de la Telescopul spațial Hubble. Apoi, în 2022, o altă echipă, inclusiv Kipping, părea să fi descoperit un al doilea exolună, de data aceasta doar cu telescopul spațial Kepler. Se presupune că acest subiect a fost văzut orbitând în jurul lui Kepler-1708 b, un gigant gazos situat la aproximativ 5.400 de ani lumină de Pământ, cu o masă de 4,6 ori mai mare decât cea a Pământului. Jupiter. A doua exolună potențială avea un nume similar cu prima; a fost desemnat „Kepler-1708 b I”.
O discrepanță exomoon
Tehnica folosită pentru a detecta aceste două exoplanete este similară cu metoda de tranzit, care a furnizat o mare parte din cele peste 5.000 de planete din catalogul de exoplanete până acum.
Metoda de tranzit depinde de detectarea unei mici scăderi de lumină provenind de la steaua părinte a unei planete, creată pe măsură ce acea lume traversează sau „tranzitează” fața acelei stele din punctul nostru de vedere în cosmos. Același principiu se aplică exomoons, deși la o scară mult mai mică. Dacă aceste luni se află exact în poziția corectă în jurul planetei pe care o orbitează pe măsură ce planeta respectivă își tranzitează steaua, și asta ar trebui să provoace o scădere a luminii, deși una mai nesemnificativă.
O astfel de mini-light-dip, totuși, este indiciul care a sugerat existența lui Kepler-1625 b I și Kepler-1708 b I pentru echipa pro-exomoon. Cu toate acestea, deoarece această scădere a emisiei de lumină cauzată de tranzitul unei exoluni este atât de mică, nu poate fi văzută direct. În schimb, este nevoie de algoritmi software de calcul puternici pentru a-l scoate din datele telescopului.
Kipping spune că atât echipa sa „pro-exomoon”, cât și echipa lui Heller „no-exomoon” au folosit aceleași date de la aceleași telescoape, dar dispariția lui Kepler-1625 b I și Kepler-1708 b I s-ar putea datora modului în care echipele a tratat acele date prin algoritmii folosiți.
Kipping a spus site-ului partener al Live Science, Space.com, că echipa „no-exomoon” ar fi putut rata Kepler-1708 b I din cauza software-ului pe care l-au ales pentru analiza datelor telescopului Hubble și Kepler. Deși software-ul este legat de cel folosit de el și echipa „pro-exomoon”, este totuși ușor diferit.
„Pachetele software pe care le-am folosit sunt aproape gemeni unul cu celălalt. Pachetul lor este mult mai nou. Există doar de câțiva ani, în timp ce cel pe care îl folosim există de aproximativ zece ani, poate chiar mai mult. ”, a explicat Kipping. „Răspunsul adevărat este că algoritmul lor nu poate găsi luna. Nu că luna nu este acolo în datele lor”.
Kipping sugerează, de asemenea, că echipa „no-exomoon” și-a folosit software-ul, care este de obicei foarte fiabil, în afara modului său implicit și mai degrabă într-un mod care este sensibil la numărul de pași folosiți pentru tratarea datelor. Acest lucru poate explica de ce exomoonurile au fost omise în timpul calculelor lor.
Pentru Kepler-1625 b I, Heller și echipa sa „fără exolună” au sugerat un efect numit „întunecare a membrelor stelare”, ceea ce înseamnă că marginile unei stele sunt mai întunecate decât centrul acesteia, impactând semnalul propus de exolună. Echipa lui Heller susține că întunecarea membrelor stelare ar explica de fapt mai bine observațiile stelei părinte decât întunecarea cauzată de prezența unei exoluni.
Kipping susține că acesta nu este un caz valid împotriva candidaților exolună, deoarece el și echipa sa „pro-exolună” au explicat deja o astfel de întunecare a membrelor atunci când au propus pentru prima dată existența lui Kepler-1625 b I.
„Am luat în considerare întunecarea membrelor în hârtia originală, așa că nu este ca și cum am dat peste cap și am uitat de asta, a explicat el. „Cred că acest punct de gaură este un fel de un hering roșu în cartea mea; nu afectează argumentul pentru exolună”.
Cercetătorul principal al echipei de dezmințire a exomoon, René Heller, a analizat documentul de întoarcere de la Kipping și echipa, dar nu a fost influențat să creadă că Kepler-1625 b I și Kepler-1708 b I există.
„Nu văd nimic nou în lucrare care să-mi schimbe părerea despre Kepler-1625b și Kepler-1708b că sunt planete fără luni mari. un proces natural și foarte binevenit în știința modernă, deși în acest caz nu văd niciun progres semnificativ”, a declarat Heller pentru Space.com. “Refut ideea de a respinge respingerea lor a respingerii noastre a afirmației lor. Cred că dezbaterea rămâne nerezolvată și acest lucru este în regulă. Să mergem mai departe!”
Ideea de a merge mai departe este ceva asupra căruia Heller și Kipping sunt de acord – cel puțin pentru moment.
Sunt Kepler-1625 b I și Kepler-1708 b pur și simplu prea „ciudați?”
Motivul pentru care aceste exoluni au apărut în metoda de tranzit este că sunt corpuri uriașe de dimensiuni mini-Neptun, care ar putea avea diametre între 1,6 ori până la 4 ori mai mari decât cele ale Pământului. Dacă sunt acolo, sunt imens.
Kipping crede că asta face parte din ceea ce le-ar putea face prea neobișnuiți pentru a fi acceptate pe scară largă ca fiind primele descoperiri exomoon.
„Cred că există multe suspiciuni cu privire la Kepler-1625 b I și Kepler-1708 b I pentru că amândoi sunt ciudați. Ambele sunt ca aceste luni de dimensiunea mini-Neptun, nu? Și toată lumea întreabă: „Cine a comandat. asta? Cum face universul lucruri atât de bizare?”, a spus el. „Și atunci această controversă nu ajută deloc. Sunt prea deteriorate acum”.
Kipping acum intenționează să folosească Telescopul spațial James Webb (JWST) pentru a căuta exoluni care sunt analogi mai apropiati de lunile pe care le vedem în sistemul solar.
„Strategia mea, și poate că este cea greșită, este să vedem dacă putem obține niște luni mai familiare cu JWST, analogi cu lunile pe care le avem în curtea noastră solară, cum ar fi Io și Europa”, a spus el. „Sperăm că asta va construi încrederea care a văzut aceste exoluni atunci și că au fost cu adevărat interesante și ar trebui să ne întoarcem și să le privim din nou.”
Kipping este foarte clar că dezacordul dintre concluziile echipei nu se reflectă prost asupra niciunui grup de oameni de știință, indiferent de răspunsul final, „exomoon” sau „fără exomoon”. În schimb, arată pur și simplu cât de dificilă va fi detectarea lunilor în jurul planetelor din afara sistemului solar până când se vor face progrese majore în tehnologia telescopului.
„Este o muncă foarte dificilă și nu aș pretinde altfel. Când căutăm exoluni, căutăm un semnal pe care niciunul dintre aceste telescoape nu este proiectat să îl detecteze”, a spus el. „Credem că putem scoate acest tip de știință din ei. Dar împinge aceste instrumente, în special Kepler și Hubble, până la limita a ceea ce sunt capabili să facă.
„Deci, deciziile pe care le iei și alegerile pe care le faci cu privire la modul în care, ce algoritmi folosiți, modul în care tratați datele, pot face diferența între succes și eșec.”
Kipping crede că acest dezacord între cele două echipe oferă oamenilor de știință care vânează exomoon oportunitatea de a compara metodele și de a converge spre cea mai bună abordare pentru a vâna aceste corpuri îndepărtate minuscule.
Sperăm că o metodă rafinată de detectare a exomoon-ului ar putea duce într-o zi la aceste două seturi de oameni de știință talentați și pasionați să se unească pentru o detectare a exomoon-ului asupra căreia pot fi de acord.
Postat inițial pe Space.com.