Die Entdeckung eines zweiten Kandidaten für einen Exomond weist auf die Möglichkeit hin, dass Exomonde so häufig vorkommen wie Exoplaneten. Bildnachweis: Helena Valenzuela Widerström
Ein in Archivdaten gefundenes Exomond-Signal deutet auf die Möglichkeit weiterer Entdeckungen hin.
Astronomen haben von einem zweiten, supergroßen Mond berichtet, der a umkreist Jupiter-großer Planet jenseits unseres Sonnensystems. Wenn dies bestätigt wird, könnte die Sichtung bedeuten, dass Exomonde im Universum so häufig sind wie Exoplaneten und dass große oder kleine solche Monde ein Merkmal von Planetensystemen sind. Aber es könnte eine lange Wartezeit sein. Die allererste Sichtung eines Exomonds vor vier Jahren wartet immer noch auf die Bestätigung, und die Verifizierung dieses neuesten Kandidaten könnte ebenso langwierig und umstritten sein.
Die Entdeckung, veröffentlicht in Naturastronomie, wurde von David Kipping und seinem Cool Worlds Lab geleitet Universität von Columbia, die 2018 den ersten Exomoon-Kandidaten meldete.
„Astronomen haben mehr als 10.000 gefunden Exoplanet Kandidaten bisher, aber Exomonde sind eine weitaus größere Herausforderung“, sagte Kipping, der das letzte Jahrzehnt damit verbracht hat, nach Exomonden zu suchen. „Sie sind Terra incognita.“
Das Team entdeckte den riesigen Exomondkandidaten, der den Planeten Kepler 1708b umkreist, eine Welt, die 5.500 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung der Sternbilder Cygnus und Lyra liegt. Dieser neue Kandidat ist etwa ein Drittel kleiner als der Neptun-großen Mond, den Kipping und seine Kollegen zuvor gefunden hatten, als er einen ähnlichen jupitergroßen Planeten, Kepler 1625b, umkreiste.
Beide Supermondkandidaten bestehen wahrscheinlich aus Gas, das sich unter der durch ihre enorme Größe verursachten Gravitationskraft angesammelt hat, sagte Kipping. Wenn die Hypothese eines Astronomen richtig ist, könnten die Monde sogar als Planeten entstanden sein, nur um in die Umlaufbahn eines noch größeren Planeten wie Kepler 1625b oder 1708b gezogen zu werden.
Beide Monde befinden sich weit entfernt von ihrem Mutterstern, wo weniger Schwerkraft vorhanden ist, um an Planeten zu ziehen und ihre Monde abzustreifen. Tatsächlich suchten die Forscher bei ihrer Suche nach Exomonden nach kalten, riesigen Gasplaneten auf weiten Umlaufbahnen, gerade weil das Analogon in unserem eigenen Sonnensystem, Jupiter und Saturn, haben mehr als hundert Monde zwischen sich.
Wenn andere Monde da draußen sind, werden sie wahrscheinlich weniger monströs, aber auch schwerer zu erkennen sein, sagte Kipping. „Die ersten Erkennungen in jeder Umfrage werden im Allgemeinen die Verrückten sein“, sagte er. „Die großen, die mit unserer begrenzten Empfindlichkeit einfach am einfachsten zu erkennen sind.“
Exomonde faszinieren Astronomen aus denselben Gründen wie Exoplaneten. Sie haben das Potenzial zu enthüllen, wie und wo Leben im Universum entstanden sein könnte. Sie sind auch für sich genommen Kuriositäten, und Astronomen wollen wissen, wie sich diese Exomonde bilden, ob sie Leben erhalten können und welche Rolle sie gegebenenfalls dabei spielen, ihre Wirtsplaneten bewohnbar zu machen.
In der aktuellen Studie untersuchten die Forscher die Probe der kältesten Gasriesenplaneten, die von eingefangen wurden NASA‘s planetenjagendes Raumschiff Kepler. Nachdem sie 70 Planeten gründlich gescannt hatten, fanden sie nur einen Kandidaten – Kepler 1708b – mit einem mondähnlichen Signal. „Das ist ein hartnäckiges Signal“, sagte Kipping. „Wir haben die Küchenspüle auf dieses Ding geworfen, aber es geht einfach nicht weg.“
Beobachtungen von anderen Weltraumteleskopen wie Hubble werden benötigt, um die Entdeckung zu verifizieren, ein Prozess, der Jahre dauern könnte. Vier Jahre später wird Kippings erste Entdeckung des Exomonds noch immer heiß diskutiert. In einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung zeigten er und seine Kollegen, wie eine Gruppe von Skeptikern den Mond von Kepler 1625b in ihren Berechnungen übersehen haben könnte. Unterdessen untersuchen Kipping und seine Kollegen weitere Beweismittel.
Eric Agol, ein Astronomieprofessor an Universität von Washington, sagte, er bezweifle, dass sich dieses jüngste Signal als echt herausstellen werde. “Es könnte nur eine Schwankung der Daten sein, entweder aufgrund des Sterns oder des Instrumentenrauschens”, sagte er.
Andere klangen optimistischer. „Das ist Wissenschaft vom Feinsten“, sagte Michael Hippke, ein unabhängiger Astronom in Deutschland. „Wir finden ein faszinierendes Objekt, machen eine Vorhersage und bestätigen entweder den Exomond-Kandidaten oder schließen ihn mit zukünftigen Beobachtungen aus.“
„Ich freue mich sehr, einen zweiten Exmond-Kandidaten zu sehen, obwohl es bedauerlich ist, dass nur zwei Transite beobachtet wurden“, fügte er hinzu. „Mehr Daten wären sehr cool.“
Einen Mond oder sogar einen Planeten zu entdecken, der Hunderte bis Tausende von Lichtjahren von der Erde entfernt ist, ist alles andere als einfach. Monde und Planeten können nur indirekt beobachtet werden, wenn sie vor ihren Wirtssternen vorbeiziehen, wodurch das Licht des Sterns zeitweise schwächer wird. Das Einfangen eines dieser flüchtigen Transitsignale mit einem Teleskop ist schwierig, ebenso wie die Interpretation der Lichtkurvendaten. Monde sind noch schwieriger zu erkennen, weil sie kleiner sind und weniger Licht blockieren.
Aber die Suche lohnt sich, sagte Kipping, als er sich daran erinnerte, wie die Existenz von Exoplaneten mit der gleichen Skepsis aufgenommen wurde wie heute Exomonde. „Diese Planeten sind im Vergleich zu unserem Heimatsystem fremd“, sagte er. „Aber sie haben unser Verständnis davon, wie Planetensysteme entstehen, revolutioniert.“
Referenz: „An Exomoon Survey of 70 Cool, Giant Exoplanets and the New Candidate Kepler-1708b-i“ von David Kipping, Steve Bryson, Chris Burke, Jessie Christiansen, Kevin Hardegree-Ullman, Billy Quarles, Brad Hansen, Judit Szulágyi und Alex Teachey, 13. Januar 2022, Naturastronomie.
DOI: 10.1038/s41550-021-01539-1
Andere Autoren sind: Steve Bryson, NASA Ames Research Center; Chris Burke, MIT; Jessie Christiansen und Kevin Hardegree-Ullman, Caltech; Billy Quarles, Valdosta State University; Brad Hansen, Universität von Kalifornien, Los Angeles; Judit Szulagyi, ETH Zürich; und Alex Teachey, Kolumbien.