Hvorfor har vi ikke funnet noen exomoons med alle disse planetene?

En kunstner

En kunstners skildring av en stjerne, en eksoplanet og en exomoon. (Bildekreditt: NASA / ESA / L. Hustak)



Til tross for mange forsøk har astronomer ennå ikke bekreftet deteksjonen av en exomoon, en måne som kretser rundt en planet rundt en fjern stjerne. Er det bare et tilfelle av uflaks, eller er måner sjeldnere enn vi trodde?



Ny forskning tyder på at en av grunnene til at vi ikke har bekreftet oppdagelsen av en exomoon er at våre deteksjonsmetoder favoriserer større planeter nærmere stjernene sine, som er langt mindre sannsynlig å være vert for måner i stabile baner.

Gjør transittdansen

Finne eksoplaneter , eller planeter som går i bane rundt andre stjerner, er ganske grei. Det er bare å ha virkelig god teknologi, tålmodighet og noen heldige pauser.



Prosessen oppnås best med bane teleskoper, som ikke trenger å forholde seg til forverrende ting som atmosfærer og dagslys for å ødelegge observasjonene. Tanken er å stirre på så mange stjerner som mulig, så lenge som mulig. Hvis en eksoplanet tilfeldigvis krysser foran ansiktet til stjernen fra vårt synspunkt, synker lysstyrken til den stjernen litt.

I slekt: 7 måter å oppdage fremmede planeter

Ved å lete etter den karakteristiske nedgangen i lysstyrke, kan vi se bevisene for en fjern planet uten å måtte se den direkte. Dette kalles transittmetoden, og med romteleskoper som NASAs Kepler romteleskop og Transiting Exoplanet Survey Satellite, har vi oppdaget tusenvis av eksoplaneter rundt stjerner i nærheten.



Exomoons er litt vanskeligere. For å se en eksomoon må vi se en transitt innenfor en transitt. Vi må se den karakteristiske nedgangen i lysstyrke forårsaket av en planet som krysser foran ansiktet til stjernen, og vi trenger alt for å gå riktig slik at en måne også er synlig fra vårt synspunkt under transitten. Og fordi måner er mye mindre enn planeter, trenger vi høy følsomhet og veldig sterke observasjoner for å bekrefte en deteksjon.

Det er ingen måne

I løpet av de siste årene har noen kandidater og sannsynlige eksomooner blitt oppdaget, men så langt har ingenting vært avgjørende. Og fordi vi er det blir så mye flinkere til å finne eksoplaneter, Vi må spørre dette: Klarer vi ikke å bekrefte deteksjoner fordi vi ikke er flinke til å finne eksomooner, eller er exomoons relativt sjeldne?

For å hjelpe til med å svare på dette spørsmålet, utviklet et team av forskere en serie simuleringer for å utforske mange hypotetiske stjernesystemer for å prøve å oppdage hvilke konfigurasjoner av planetariske systemer som hadde de beste sjansene for å holde måner.



Teamet utførte simulering etter simulering, og studerte stabiliteten til exomoon -baner i løpet av 10 milliarder år. For å fremskynde arbeidet, så de på et relativt kunstig, men forenklet oppsett: en enkelt planet som kretser rundt en enkelt stjerne som er vert for en enkelt exomoon. Selv om dette ikke er et realistisk scenario, tillot det forskerne å lete etter et bredt spekter av situasjoner, noe som kan bidra til å danne grunnlaget for fremtidig, mer detaljert arbeid.

I simuleringene varierte teamet massen til stjernen, planetens masse, månens masse og alle orbitale avstander mellom dem for å se hva som ville holde seg på lang sikt og hva som bare var forbigående.

Forskerne fant at planeter nær stjernene sine, med baner kortere enn 10 dager, mister månene sine nesten umiddelbart; gravitasjonspåvirkningen til moderstjernen er bare for stor, og planeten kan ikke holde månen stabil. Når vi beveger oss utover, uavhengig av massen på selve eksoplaneten, blir oddsen gunstigere og går opp til en 70% overlevelsessjanse når du når Jordens bane . Teamets arbeid ble nylig publisert for fortrykk database arXiv .

Disse funnene stemmer overens med det vi ser i vårt eget solsystem. De innerste planetene, Merkur og Venus , vert ikke måner. Jorden har en usedvanlig stor måne (i forhold til moderplaneten), mens Mars har to fangede asteroider. I løpet av de neste milliardårene vil Mars sannsynligvis miste sine måner, mens Jordens måne vil forbli en permanent armatur.

Når astronomer jakter på exomoons, spiller de oddsen. Transittmetoden fungerer best når eksoplaneten er i nærheten av sin foreldrestjerne; som gir et veldig bratt fall i lysstyrken som er lett å oppdage. Så det er ingen overraskelse, ifølge den nye forskningen, hvorfor vi ikke har funnet noen exomoons: Våre planeter for å finne planeter er partiske til å oppdage planeter som er nærmere stjernen deres, og disse er de minst sannsynlige planetene for å ha en stabil exomoon i bane dem.

Etter hvert som våre teknikker og følsomhet for instrumenter forbedres, bør vi finne flere og flere eksoplaneter lenger fra foreldrestjernene, og det er der vi sannsynligvis endelig vil bekrefte eksistensen av en exomoon. Å undersøke utbredelsen og egenskapene til exomoons vil forbedre vår forståelse av ikke bare hvordan andre solsystemer dannes, men også hvordan vårt eget hjem ble til.

Følg oss på Twitter @Spacedotcom og på Facebook.