Onlangs plaatste ik een artikel over de haalbaarheid van het detecteren van manen rond extrasolaire planeten. Een team van astronomen onder leiding van David Kipping van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics heeft die uitdaging aangenomen en heeft aangekondigd dat het publiekelijk zal zoeken Kepler gegevens om te bepalen of de planeetzoekende missie dergelijke objecten mogelijk heeft gedetecteerd.
Het team heeft het project "The Hunt of Exomoons with Kepler" of kortweg HEK genoemd. Dit project zoekt manen via twee hoofdmethoden: de transits die dergelijke manen kunnen veroorzaken en de subtiele sleepboten die ze op eerder ontdekte planeten hebben.
De mogelijkheid om zo'n grote maan te vinden vereist natuurlijk dat je er in de eerste plaats aanwezig bent. Binnen ons eigen zonnestelsel zijn er geen voorbeelden van manen van de noodzakelijke grootte voor detectie met de huidige apparatuur. De enige objecten die we van die omvang konden detecteren, bestaan onafhankelijk als planeten. Maar moeten zulke objecten bestaan als manen?
De beste simulaties van astronomen over hoe zonnestelsels zich vormen en ontwikkelen, sluiten dat niet uit. Objecten ter grootte van een aarde kunnen migreren binnen zonnestelsels die alleen kunnen worden opgevangen door een gasreus. Als dat gebeurt, zouden sommige van de nieuwe 'manen' het niet overleven; hun banen zouden instabiel zijn, ze op de planeet laten crashen of na korte tijd weer worden uitgeworpen. Maar schattingen suggereren dat ongeveer 50% van de gevangen manen zou overleven en dat hun banen als gevolg van getijdenkrachten circulair zouden zijn. Het potentieel voor zulke grote manen bestaat dus wel.
De transitmethode is de meest directe manier om de exomoons te detecteren. Net als Kepler detecteert planeten die voor de schijf van de moederster passeren, wat een tijdelijke daling van de helderheid veroorzaakt, en zou ook een doorgang van een voldoende grote maan kunnen zien.
De moeilijkere methode is het vinden van het subtielere effect van de maan die aan de planeet trekt en verandert wanneer de doorvoer begint en eindigt. Deze methode staat vaak bekend als Timing Transit Variation (TTV) en is ook gebruikt om de aanwezigheid van andere planeten in het systeem af te leiden, waardoor vergelijkbare sleepboten ontstaan. Bovendien zullen dezelfde sleepboten die worden uitgeoefend terwijl de planeet de schijf van de ster oversteekt, de duur van de doorvoer veranderen. Dit effect staat bekend als Timing Duration Variations (TDV). De combinatie van deze twee variaties heeft het potentieel om veel informatie te geven over potentiële manen, inclusief de massa van de maan, de afstand tot de planeet en mogelijk de richting waarin de maan draait.
Momenteel werkt het team aan het bedenken van een lijst van planeten-systemen die Kepler heeft ontdekt dat ze eerst willen zoeken. Hun criteria zijn dat de systemen over voldoende gegevens beschikken, dat ze van hoge kwaliteit zijn en dat de planeten groot genoeg zijn om zulke grote manen te vangen.
Zoals het team opmerkt
Naarmate het HEK-project vordert, hopen we de vraag te beantwoorden of grote manen, mogelijk zelfs aarde-achtige bewoonbare manen, veel voorkomen in de Melkweg of niet. Mogelijk gemaakt door de equisite fotometrie van Kepler, exomoons kunnen binnenkort overgaan van theoretische overpeinzingen naar objecten van empirisch onderzoek.
