Astronomen haben neue Beweise für einen möglichen Mond in Neptungröße gefunden, der den rund 8.000 Lichtjahre entfernten Gasriesenplaneten Kepler-1625b umkreist.
Astronomen erkennen acht große Planeten in unserem Sonnensystem, von denen bisher 200 Monde bekannt sind. Weit entfernt haben sie fast 4.000 Exoplaneten entdeckt, die andere Sterne umkreisen, aber bis heute wurden trotz früherer Möglichkeiten keine Exomoons eindeutig gefunden. Am Mittwoch, dem 3. Oktober 2018, kündigten Astronomen jedoch neue Beweise für die möglicherweise erste echte Entdeckung eines Exoms an. Es scheint den Planeten Kepler-1625b in 8000 Lichtjahren Entfernung in Richtung des Sternbildes Cygnus der Schwan zu umkreisen, das an Oktoberabenden hoch im Westen liegt.
Die Astronomen David Kipping und Alex Teachey, beide von der Columbia University, verwendeten Daten sowohl vom Kepler-Raumschiff als auch vom Hubble-Weltraumteleskop, um den möglichen Exomoon zu entdecken. Es ist eine Saga, die sich für diese Astronomen über mehrere Jahre entwickelt hat, und die endgültigen Ergebnisse liegen noch nicht vor ... aber die neuen Beweise sind verlockend. Wenn ein Exomoon tatsächlich Kepler-1625b umkreist, sagte Kipping:
Das nächste Analogon wäre, Neptun aufzunehmen und um Jupiter zu legen.
Wenn es bestätigt werden kann, stellt dieser erste bekannte Exomoon auch Astronomen vor ein Rätsel. Solche großen Monde gibt es in unserem eigenen Sonnensystem nicht. Für diese Entdeckung müssen Experten möglicherweise ihre Theorien über die Entstehung von Monden um Planeten überdenken. Thomas Zurbuchen vom NASA-Hauptquartier in Washington, DC, kommentierte:
Sollte sich dies bestätigen, könnte dieser Befund unser Verständnis darüber, wie Monde gebildet werden und woraus sie hergestellt werden können, völlig erschüttern.
Die wissenschaftliche Untersuchung eines möglichen Exoms für Kepler-1625b wurde am Mittwoch im Fachjournal veröffentlicht Fortschritte in der Wissenschaft.
So wie die meisten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems noch nie direkt gesehen wurden, haben wir kein direktes Bild von diesem möglichen Exomoon.
"Es war definitiv ein schockierender Moment, als ich sah, dass die Hubble-Lichtkurve mein Herz etwas schneller schlug ...", sagte der Astronom David Kipping (links). Er und Alex Teachey (rechts), beide von der Columbia University, sind möglicherweise Mitentdecker des 1. Exomoons.
Stattdessen haben Astronomen die bekanntesten Exoplaneten - und diesen Exomoon - auf ihren Passagen vor ihren Sternen entdeckt. Ein solches Ereignis heißt a Transitund es verursacht ein winziges Eintauchen in das Licht des Sterns. Die Transitmethode wurde verwendet, um die meisten bekannten Exoplaneten zu erkennen, die bisher katalogisiert wurden.
Transitsignale von fernen Exoplaneten sind verschwindend klein. Deshalb wurde jahrzehntelang nach Exoplaneten gesucht, bevor in den 1990er Jahren die ersten Exoplaneten bestätigt wurden. Exomoons sind noch schwerer zu erkennen als Exoplaneten, da sie kleiner sind und ihr Transitsignal schwächer ist. Exomoons verschieben sich auch mit jedem Transit, weil der Mond den Planeten umkreist.
David Kipping hat ungefähr ein Jahrzehnt seiner Karriere damit verbracht, nach Exomoons zu suchen. 2017 analysierten er und sein Team Daten von 284 Exoplaneten, die vom planetenjagenden Kepler-Raumschiff entdeckt wurden. Sie betrachteten Exoplaneten in vergleichsweise großen Umlaufbahnen, die länger als 30 Tage waren, um ihre Wirtssterne. Die Forscher fanden in Kepler-1625b ein Beispiel für eine Transitsignatur mit interessanten Anomalien, die auf die Anwesenheit eines Mondes schließen lassen. Kipping sagte:
Wir sahen kleine Abweichungen und Wackelbewegungen in der Lichtkurve, die unsere Aufmerksamkeit erregten.
Kipping forderte dann mal das Hubble Space Telescope an. Die neuen Hubble-Ergebnisse scheinen, obwohl sie nicht schlüssig sind, den früheren Befund eines Exoms für Kepler-1625b zu bestätigen. Die Ankündigung der Entdeckung bei HubbleSite erklärte:
Basierend auf ihren Erkenntnissen verbrachte das Team 40 Stunden damit, die Beobachtungen mit Hubble zu machen, um den Planeten intensiv zu untersuchen - auch unter Verwendung der Transitmethode - und genauere Daten zu den Lichteinbrüchen zu erhalten. Wissenschaftler überwachten den Planeten vor und während seines 19-stündigen Transits über das Gesicht des Sterns. Nach Beendigung des Transits stellte Hubble ungefähr 3,5 Stunden später eine zweite und viel geringere Abnahme der Helligkeit des Sterns fest. Diese kleine Abnahme steht im Einklang mit einem schwerkraftgebundenen Mond, der dem Planeten folgt, ähnlich wie ein Hund, der seinem Besitzer folgt.
Leider endeten die geplanten Hubble-Beobachtungen, bevor der vollständige Durchgang des Kandidatenmondes gemessen und seine Existenz bestätigt werden konnte.
Kipping sagte:
Ein Begleitmond ist die einfachste und natürlichste Erklärung für den zweiten Einbruch der Lichtkurve und die Abweichung des Umlaufzeitpunkts.
Es war definitiv ein schockierender Moment, diese Hubble-Lichtkurve zu sehen; Mein Herz begann ein bisschen schneller zu schlagen und ich schaute weiter auf diese Signatur. Wir wussten jedoch, dass es unsere Aufgabe war, einen klaren Kopf zu bewahren und im Grunde genommen anzunehmen, dass es sich um eine Fälschung handelte, die jede denkbare Art und Weise prüfte, wie uns die Daten täuschen könnten.
Der Mond der Erde ist bekanntermaßen ein wichtiger Faktor für die Entwicklung, möglicherweise sogar die Gegenwart des Lebens auf unserem Planeten. Dieser mögliche Exomoon und sein Wirtsplanet liegen in der bewohnbaren Zone ihres Sterns, der Region um einen Stern, in der möglicherweise flüssiges Wasser auf den Planetenoberflächen vorhanden ist. Könnte der Planet oder sein Mond lebenserhaltend sein? Die Antwort lautet: wahrscheinlich nicht. Sowohl der Exoplanet Kepler 1625b als auch sein möglicher Exomoon sind gasförmig, was sie für das uns bekannte Leben ungeeignet macht.
Diese Astronomen sagten, dass zukünftige Suche nach Exomoons:
… Zielt auf Planeten der Größe eines Jupiters, die weiter von ihrem Stern entfernt sind als die Erde von der Sonne. Die idealen Kandidaten-Planeten für Monde befinden sich in weiten Umlaufbahnen mit langen und seltenen Transitzeiten. Bei dieser Suche wäre ein Mond aufgrund seiner Größe am einfachsten zu erkennen gewesen.
Derzeit gibt es nur eine Handvoll solcher Planeten in der Kepler-Datenbank.
Unabhängig davon, ob zukünftige Beobachtungen die Existenz des Kepler-1625b-Mondes bestätigen, wird das kommende James-Webb-Weltraumteleskop der NASA dazu verwendet, Kandidatenmonde auf anderen Planeten zu finden, die viel detaillierter sind als Kepler.
Künstlerkonzept eines möglichen Mondes in Neptungröße, der einen Planeten umkreist, der um ein Vielfaches größer ist als der Jupiter - der größte Planet unseres Sonnensystems - in einem fernen Sonnensystem, das etwa 8.000 Lichtjahre entfernt liegt. Bild über HubbleSite.
Fazit: Astronomen der Columbia University fanden 2017 Hinweise auf Kepler-Raumfahrzeugdaten, die auf eine Exomoon-Umlaufbahn von Kepler-1625b hindeuten. Sie forderten dann Zeit für das Hubble-Weltraumteleskop an, und die neuen Hubble-Daten bestärken die Behauptung, dass dieser Mond existiert, beweisen dies jedoch nicht eindeutig.