Dalsze wątpliwości pojawiły się co do kandydatów na egzoksiężyce

W 2017 roku w świecie astronomii tętniło życiem reklama Ta egzoplaneta, Kepler-1625b, prawdopodobnie ma swój własny księżyc, egzoksiężyc. Była to pierwsza wzmianka o księżycu pozasłonecznym, która pojawiła się pięć lat później Kolejny filtr O planecie Kepler-1708b.

Do tej pory odkryto ponad pięć tysięcy egzoplanet i nie wiemy na pewno, czy któraś z nich ma krążące wokół siebie księżyce, dlatego te ogłoszenia są tak ekscytujące. Egzoksiężyce zapewniają nadające się do zamieszkania strefy, w których możemy szukać życia pozaziemskiego, a badanie księżyców może służyć jako cenne okno na skład planety macierzystej.

Jednak wokół tych kandydatów na obiekty pozasłoneczne toczyło się wiele dyskusji, w miarę jak wiele grup analizowało dane uzyskane z teleskopów kosmicznych Keplera i Hubble'a.

the Najnowsza publikacja Na ten temat, opublikowany przez astronomów w Niemczech, doszli do wniosku, że pozasłoneczni kandydaci wokół Keplera-1625b i Keplera-1708b są mało prawdopodobni. Poprzednia praca Poddało to również w wątpliwość kandydata na egzoksiężyc krążący wokół Keplera-1625b.

Nie jest to jednak przypadek jednoznaczny. Dawid Keeping, lider grupy, która dokonała oryginalnych odkryć i adiunkt astronomii na Uniwersytecie Columbia, nie zgadza się z nową analizą. On i jego grupa są w trakcie przygotowywania manuskryptu odpowiadającego najnowszym publikacjom.

Igła w stogu siana

Najpopularniejszą metodą odkrywania egzoplanet jest metoda tranzytu. Technika ta mierzy jasność gwiazdy, szukając niewielkiego spadku jasności odpowiadającego przejściu planety przed gwiazdą.

Fotometrię gwiazdową można rozszerzyć o poszukiwanie egzoksiężyców, co jest podejściem, którego pionierem był Kipping. Oprócz głównego spadku spowodowanego przez planetę, jeśli Księżyc krąży wokół planety, powinieneś być w stanie dostrzec dodatkowy, mniejszy spadek spowodowany przez Księżyc, który również blokuje część światła gwiazdy.

Ponieważ księżyce są mniejsze, generują mniejszy sygnał, przez co trudniej je wykryć. Jednak tym, co czyni ten konkretny przypadek trudniejszym, jest to, że gwiazdy macierzyste Kepler-1625 i Kepler-1708 nie są aż tak jasne. To sprawia, że ​​spadek światła jest znacznie słabszy i tak naprawdę systemy te musiałyby mieć duże księżyce, aby znajdować się w granicach tego, co może wykryć kosmiczny teleskop Keplera.

Modele, modele, modele

Dopóki naukowcy nie uzyskają więcej danych od Jamesa Webba lub przyszłych misji, takich jak Platon z ESA W momencie uruchomienia wszystko sprowadza się do tego, co można zrobić z istniejącymi liczbami.

„Istotnymi aspektami są tutaj sposób przetwarzania samych danych, fizyka uwzględniona podczas modelowania tych danych, a następnie to, jakie potencjalne sygnały fałszywie dodatnie mogą występować, a które mogłyby odtworzyć typ sygnału, którego szukasz” – Eamonna CairnsaStarszy wykładowca astronomii na Uniwersytecie w Manchesterze, który nie był zaangażowany w badania, powiedział: Ars. „Myślę, że cała ta debata zasadniczo dotyczy tych pytań” – dodał.

Jednym z kluczowych zjawisk wymagających dokładnego modelowania jest efekt ciemnienia kończyn gwiazdowych. Gwiazdy, w tym nasze Słońce, wydają się ciemniejsze na krawędziach w porównaniu do środka ze względu na wpływ atmosfery gwiazdowej. Ponieważ wpływa to na pozorną jasność gwiazdy, ważne jest, aby zrozumieć to w kontekście poszukiwania egzoksiężyców poprzez pomiar jasności gwiazdy.

„Mamy na to modele, ale nie wiemy dokładnie, jak zachowuje się konkretna gwiazda pod względem efektu ciemnienia kończyn gwiazdowych” – powiedział. Renee HellerGłówny autor badania i astrofizyk z Instytutu Badań nad Układem Słonecznym Maxa Plancka w wywiadzie dla czasopisma Ars. Można wywnioskować, jak zachowują się poszczególne gwiazdy, ale nie zawsze jest to trywialne. Uwzględniając ulepszone modele przyciemniania końcówek gwiazd, naukowcy odkryli, że mogą wyjaśnić sygnały wcześniej przypisywane egzoksiężycowi.

Przetwarzanie danych jest również istotne, zwłaszcza rodzaj przetwarzania znany jako skrobanie. Uwzględnia to długoterminowe zmiany danych dotyczących jasności spowodowane między innymi stochastyczną zmiennością gwiazd i zmiennością instrumentu. Nowe badania pokazują, że wynik statystyczny, niezależnie od tego, czy będzie księżyc, czy nie, zależy w dużej mierze od przebiegu tej tendencji.

Co więcej, autorzy twierdzą, że danych uzyskanych z Teleskopu Hubble'a, który jest przede wszystkim źródłem twierdzeń o Księżycu wokół Keplera-1625b, nie można odpowiednio zorientować i dlatego nie należy na nich polegać podczas poszukiwań egzoksiężyców.

Dwie strony

Dopóki nie zostanie zebranych więcej danych, prawdopodobnie pozostanie to ciągłą debatą naukową bez żadnych ostatecznych wniosków.

Kerins podkreśla, że ​​Kipping i jego zespół bardzo przemyślali swoje reklamy. „Bardzo, bardzo starają się nie uważać tego za odkrycie z żelaza. Przeprowadzili wyczerpujące testy danych, które im przekazano, i naprawdę sądzę, że różnica ma związek z fizyką, którą pan przedstawił. in, sposób przetwarzania danych i ostatecznie fakt, że zbiór danych Keplera jest naprawdę na krawędzi. Znajdź egzoksiężyce.

Heller pozostaje jednak nieprzekonany. „Mam wrażenie, że według danych Keplera my i inne zespoły również zrobiliśmy to, co jest obecnie możliwe, i tak naprawdę nie wyróżnia się nic przekonującego”.

Liczba księżyców znacznie przewyższa liczbę planet w naszym Układzie SłonecznymDwieście dziewięćdziesiąt osiem Jak na razie rozsądne jest założenie, że w trakcie dalszej eksploracji nieba natkniemy się na księżyce pozasłoneczne. „Myślę, że byłoby całkiem niezwykłe, gdybyśmy przez kilka następnych lat kontynuowali obserwację i nie znaleźli księżyca pozasłonecznego” – powiedział Kerins. – Myślę, że to tylko kwestia czasu.

Astronomia fizyczna, 2023. DOI: 10.1038/s41550-023-02148-s

Ivan Ball jest niezależnym pisarzem mieszkającym w Wielkiej Brytanii i posiadającym doktorat z badań nad rakiem. Jest na Twitterze @ivan_paul_.