Een paar astronomen die gegevens van het Kepler-ruimtevaartuig doorkammen, hebben de eerste exomoon ontdekt. De maan staat in het Kepler 1625-systeem op ongeveer 8000 lichtjaar afstand, in het sterrenbeeld Cygnus. Het draait om de gasreus Kepler 1625b en, in tegenstelling tot alle manen in ons zonnestelsel, is dit een 'gasmaan'.
Het was slechts een kwestie van tijd voordat we een exomoon vonden. We hebben duizenden exoplaneten gevonden, voornamelijk dankzij het Kepler-ruimtevaartuig. En waar planeten zijn, kunnen we manen verwachten. Maar hoewel het onvermijdelijk leek, is de eerste bevestigde exomoon nog steeds spannend.
De exomoon is heel anders dan wat we in ons eigen zonnestelsel zien. Het draait om een gasreus die meerdere malen groter is dan Jupiter, genaamd Kepler 1625b. Voorlopig bewijs geeft aan dat de maan zelf, die Kepler 1625b I wordt genoemd, een gasmaan is en ongeveer zo groot is als Neptunus. Zoiets bestaat niet in ons systeem.
"Een schokkend aspect van het systeem is de enorme schaal ervan." - uit de krant, Teachey and Kipping, 2018.
Hier waarschuwen we onze lezers echter. Strikt genomen hebben astronomen het bewijs van de maan ontdekt. Het bestaan ervan moet nog worden bevestigd. Maar aangezien wetenschappers van nature voorzichtig zijn, is het een veilige gok dat aanvullende waarnemingen zullen bevestigen dat het er is.
'Als dit wordt bevestigd, kan deze bevinding ons begrip van hoe manen worden gevormd en van wat ze kunnen worden gemaakt, volledig opschudden.' - Thomas Zurbuchen, associate administrator van NASA's Science Mission Directorate.
Alex Teachey en David Kipping zijn astronomen aan de Columbia University. Ze ontdekten de maan in Kepler-gegevens die ze analyseerden. Ze concentreerden zich op 284 exoplaneten die door Kepler werden ontdekt en die in een baan om hun sterren draaiden. Een brede baan is er een die langer is dan 30 dagen en ze worden beschouwd als de beste plaatsen om potentiële exomoons te vinden. Ze vonden één anomalie in die 284 exoplaneten die suggereerde dat er een exomoon aanwezig was.
Nadat de planeet zijn 19 uur durende transitie had voltooid, was er een tweede duik in de helderheid van de ster. Deze dip komt overeen met een maan, waardoor het de eerste exomoon is die ooit is waargenomen.
"We zagen kleine afwijkingen en wiebelen in de lichtcurve die onze aandacht trok." - David Kipping, Columbia University.
"Deze intrigerende bevinding laat zien hoe NASA's missies samenwerken om ongelooflijke mysteries in onze kosmos te ontdekken", zegt Thomas Zurbuchen, associate administrator van NASA's Science Mission Directorate bij NASA Headquarters, Washington, DC. Indien bevestigd, zou deze bevinding ons begrip van hoe manen worden gevormd en waarvan ze gemaakt kunnen worden. '
'Het was absoluut een schokkend moment om die Hubble-lichtkromme te zien.' - David Kipping, Columbia University.
Nadat ze de anomalie in de Kepler-gegevens hadden gevonden, gebruikten ze de Hubble om nog een keer te kijken. Het paar bracht 40 uur Hubble-tijd door met het verkrijgen van nauwkeurigere gegevens over de dip in licht van de moederster. Nadat ze de planeet zelf voor de ster hadden zien passeren, zagen ze dezelfde tweede dip als Kepler, 3,5 uur na de transitie van de planeet.
"We zagen kleine afwijkingen en wiebelen in de lichtcurve die onze aandacht trok," zei Kipping.
Het paar astronomen had geen tijd meer voordat ze de volledige transitie van de maan konden observeren, maar ze zagen iets anders. De doorvoer van de planeet vond meer dan een uur eerder plaats dan voorspeld. Dit komt overeen met de planeet en de maan die om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien. Hierdoor zou de planeet gaan wiebelen op dezelfde manier als de aarde wiebelt als de maan om de aarde draait.
"Een begeleidende maan is de eenvoudigste en meest natuurlijke verklaring voor de tweede dip in de lichtcurve en de afwijking van de baan-timing", legt Kipping uit. “Het was absoluut een schokkend moment om te zien dat de Hubble-lichtkromme, mijn hart wat sneller begon te kloppen en ik bleef maar naar die handtekening kijken. Maar we wisten dat het onze taak was om het hoofd koel te houden en in wezen aan te nemen dat het nep was, waarbij we elke denkbare manier testten waarop de gegevens ons zouden kunnen misleiden. ”
Er is goede reden om voorzichtig te zijn met het sluiten van de maan. Een tweede onopgemerkte planeet kan verantwoordelijk zijn. Het is mogelijk dat er een tweede planeet is, maar dat Kepler deze niet kan detecteren.
Zowel de planeet als de maan bevinden zich in de bewoonbare zone van de ster, wat betekent dat er vloeibaar water aanwezig kan zijn. Maar helaas is de planeet een gasreus en de maan een gasmaan. Geen leven zoals we dat kennen zou daar kunnen bestaan.
Het paar astronomen publiceerde hun paper in het tijdschrift Science Advances. Ze zeggen dat de maan niet alleen een gasmaan is, die vreemd is aan ons zonnestelsel, maar ook qua grootte vergelijkbaar is met Neptunus. Dat is veel groter dan alle manen in ons systeem. Het duo zegt dat het bestaan van deze maan nieuwe inzichten kan opleveren over hoe planetaire systemen zich vormen en hoe manen zich vormen.
The Exomoon's Origins: A Captured Object?
Astronomen denken dat manen ontstaan uit stof dat overblijft na de vorming van de planeet. (Hoewel de maan van de aarde misschien anders is gevormd.) Maar Kepler 1625b en zijn maan zijn beide gasvormige werelden, dus er moet een ander vormingsmechanisme aan het werk zijn.
De baan van de exomoon kan ongeveer 45 graden worden gekanteld ten opzichte van het baanvlak van de planeet. Als dat het geval is, is het vergelijkbaar met de maan Triton van Neptunus. Maar astronomen denken dat Triton eerder een gevangen Kuipergordel (KBO) is dan een maan die is gevormd uit hetzelfde stof als Neptunus. Het is mogelijk dat de Kepler 1625b I een vastgelegd object is in plaats van een klassieke maan. Maar in de studie zijn de twee astronomen voorzichtig om die conclusie te trekken. Het is op dit moment allemaal nogal voorlopig.
Aan het einde van de paper dringen de twee astronomen aan tot voorzichtigheid. Ze zijn tevreden over de nauwkeurigheid van hun gegevens, vooral uit de vervolggegevens van Hubble. En ze zijn tevreden dat hun interpretatie strikt is. Het probleem is de onwaarschijnlijkheid van de ontdekking vergeleken met alles wat we weten. Dit is een geheel nieuwe ontdekking.
In hun conclusie stellen de twee astronomen dat: “Dit is een gecompliceerde en ingewikkelde analyse waarbij een niet-verklaard klein effect of een abnormaal artefact onze interpretatie zou kunnen veranderen. Kortom, het zijn de onbekende onbekenden die we niet kunnen kwantificeren. Deze voorbehouden bestaan omdat dit een eerste detectie in zijn soort is - de eerste exomoon. ' Ze gaan verder met te zeggen dat de eerste beweringen over exoplaneten met grote scepsis werden ontvangen omdat ze zo nieuw waren.
Er zijn bijna 200 manen in ons zonnestelsel en dat is in een systeem met slechts 8 grote planeten. Niet alle planeten hebben manen, maar het wiskundige gemiddelde is nog steeds 25 manen per planeet. Dus met bijna 4000 exoplaneten ontdekt, staat wiskunde aan onze kant.
Zelfs als dit geen exomoon blijkt te zijn, zullen astronomen andere kandidaat-exomoons blijven vinden. De James Webb-telescoop heeft iets te zeggen over de zoektocht. Zijn krachtige observatiemogelijkheden zullen de zoektocht naar planeten en manen rond andere sterren een vliegende start geven.
Het is slechts een kwestie van tijd voordat we er een vinden.
- Hubble-persbericht: "Astronomen vinden eerste bewijs van mogelijke maan buiten ons zonnestelsel"
- Onderzoekspaper: "Bewijs voor een grote exomoon die in een baan rond Kepler-1625b draait"
