Ein Paar Astronomen, die Daten aus dem Kepler-Raumschiff durchkämmen, haben den ersten Exomoon entdeckt. Der Mond befindet sich im Kepler 1625-System etwa 8.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Cygnus. Es umkreist den Gasriesen Kepler 1625b und ist im Gegensatz zu allen Monden in unserem Sonnensystem ein „Gasmond“.
Es war nur eine Frage der Zeit, bis wir einen Exomoon fanden. Wir haben Tausende von Exoplaneten gefunden, hauptsächlich dank des Kepler-Raumschiffs. Und wo es Planeten gibt, können wir Monde erwarten. Aber obwohl es unvermeidlich schien, ist der erste bestätigte Exomoon immer noch aufregend.
Der Exomoon ist ganz anders als das, was wir in unserem eigenen Sonnensystem sehen. Es umkreist einen Gasriesen, der um ein Vielfaches größer als Jupiter ist und Kepler 1625b heißt. Vorläufige Beweise deuten darauf hin, dass der Mond selbst, der Kepler 1625b I genannt wird, ein Gasmond ist und ungefähr die Größe von Neptun hat. In unserem System gibt es nichts Vergleichbares.
"Ein erschütternder Aspekt des Systems ist das Ausmaß." - Aus der Zeitung Teachey and Kipping, 2018.
Hier warnen wir unsere Leser jedoch. Genau genommen haben Astronomen Beweise für den Mond entdeckt. Ihre Existenz muss noch bestätigt werden. Da Wissenschaftler von Natur aus vorsichtig sind, ist es sicher, dass zusätzliche Beobachtungen bestätigen, dass sie vorhanden sind.
"Wenn dies bestätigt wird, könnte dieses Ergebnis unser Verständnis darüber, wie Monde gebildet werden und woraus sie bestehen können, völlig aufrütteln." - Thomas Zurbuchen, stellvertretender Administrator der NASA-Direktion für Wissenschaftsmission.
Alex Teachey und David Kipping sind Astronomen an der Columbia University. Sie entdeckten den Mond in Kepler-Daten, die sie analysierten. Sie konzentrierten sich auf 284 von Kepler entdeckte Exoplaneten, die ihre Sterne in weiten Bahnen umkreisten. Eine weite Umlaufbahn dauert länger als 30 Tage und gilt als der beste Ort, um potenzielle Exomoons zu finden. Sie fanden eine Anomalie in diesen 284 Exoplaneten, die darauf hindeuteten, dass ein Exomoon vorhanden war.
Nachdem der Planet seinen 19-stündigen Transit abgeschlossen hatte, gab es einen zweiten Abfall in der Helligkeit des Sterns. Dieser Einbruch entspricht einem Mond und ist damit der erste Exomoon, der jemals beobachtet wurde.
"Wir haben kleine Abweichungen und Wackelbewegungen in der Lichtkurve gesehen, die unsere Aufmerksamkeit erregt haben." - David Kipping, Columbia University.
"Diese faszinierende Erkenntnis zeigt, wie die Missionen der NASA zusammenarbeiten, um unglaubliche Geheimnisse in unserem Kosmos aufzudecken", sagte Thomas Zurbuchen, stellvertretender Administrator der NASA-Direktion für Wissenschaftsmission im NASA-Hauptquartier in Washington, DC wie Monde gebildet werden und woraus sie bestehen können. “
"Es war definitiv ein schockierender Moment, diese Hubble-Lichtkurve zu sehen." - David Kipping, Columbia University.
Nachdem sie die Anomalie in den Kepler-Daten gefunden hatten, benutzten sie den Hubble, um einen weiteren Blick darauf zu werfen. Das Paar verbrachte 40 Stunden Hubble-Zeit damit, genauere Daten zum Lichteinfall des Elternsterns zu erhalten. Nachdem sie den Transit des Planeten selbst vor dem Stern beobachtet hatten, sahen sie 3,5 Stunden nach dem Transit des Planeten den gleichen zweiten Einbruch wie Kepler.
"Wir haben kleine Abweichungen und Wackelbewegungen in der Lichtkurve gesehen, die unsere Aufmerksamkeit erregt haben", sagte Kipping.
Die beiden Astronomen hatten keine Zeit mehr, bevor sie den vollständigen Mondtransit beobachten konnten, aber sie sahen etwas anderes. Der Transit des Planeten erfolgte mehr als eine Stunde früher als vorhergesagt. Dies steht im Einklang mit dem Planeten und dem Mond, die einen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen. Dies würde dazu führen, dass der Planet genauso wackelt wie die Erde, wenn der Mond die Erde umkreist.
"Ein Begleitmond ist die einfachste und natürlichste Erklärung für den zweiten Abfall der Lichtkurve und die Abweichung vom Orbit-Timing", erklärte Kipping. „Es war definitiv ein schockierender Moment, diese Hubble-Lichtkurve zu sehen, mein Herz begann etwas schneller zu schlagen und ich schaute einfach weiter auf diese Signatur. Wir wussten jedoch, dass es unsere Aufgabe war, einen ausgeglichenen Kopf zu bewahren und im Wesentlichen davon auszugehen, dass es sich um einen Schwindel handelte. Dabei wurde jede denkbare Art und Weise getestet, in der die Daten uns austricksen könnten. “
Es gibt gute Gründe, bei der Schlussfolgerung des Mondes vorsichtig zu sein. Ein zweiter unentdeckter Planet könnte dafür verantwortlich sein. Es ist möglich, dass ein zweiter Planet dort ist, aber Kepler kann ihn nicht erkennen.
Sowohl der Planet als auch sein Mond befinden sich in der bewohnbaren Zone des Sterns, was bedeutet, dass flüssiges Wasser vorhanden sein könnte. Aber leider ist der Planet ein Gasriese und der Mond ist ein Gasmond. Kein Leben, wie wir es kennen, könnte dort existieren.
Die beiden Astronomen veröffentlichten ihre Arbeit in der Zeitschrift Science Advances. Sie sagen, dass der Mond nicht nur ein Gasmond ist, der unserem Sonnensystem fremd ist, sondern auch in seiner Größe mit Neptun vergleichbar ist. Das ist viel größer als alle Monde in unserem System. Das Duo sagt, dass die Existenz dieses Mondes neue Erkenntnisse darüber liefern könnte, wie sich Planetensysteme bilden und wie sich Monde bilden.
Die Ursprünge des Exomoon: Ein gefangenes Objekt?
Astronomen glauben, dass sich Monde aus Staub bilden, der bei der Entstehung des Planeten übrig geblieben ist. (Obwohl sich der Erdmond möglicherweise anders gebildet hat.) Aber Kepler 1625b und sein Mond sind beide gasförmige Welten, daher muss ein anderer Formationsmechanismus am Werk sein.
Die Umlaufbahn des Exomoons kann um etwa 45 Grad zur Umlaufbahn des Planeten geneigt sein. Wenn dies der Fall ist, ähnelt es Neptuns Mond Triton. Aber Astronomen denken, Triton sei eher ein gefangenes Kuipergürtelobjekt (KBO) als ein Mond, der sich aus demselben Staub wie Neptun gebildet hat. Es ist möglich, dass Kepler 1625b I eher ein aufgenommenes Objekt als ein klassischer Mond ist. In der Studie gehen die beiden Astronomen jedoch vorsichtig vor, um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen. An dieser Stelle ist alles eher vorläufig.
Während des Abschlusses des Papiers raten die beiden Astronomen zur Vorsicht. Sie sind mit der Richtigkeit ihrer Daten zufrieden, insbesondere mit den nachfolgenden Hubble-Daten. Und sie sind zufrieden, dass ihre Interpretation streng ist. Das Problem ist die Unwahrscheinlichkeit der Entdeckung im Vergleich zu allem, was wir wissen. Dies ist eine völlig neue Entdeckung.
In ihrer Schlussfolgerung stellen die beiden Astronomen fest: „Dies ist eine komplizierte und komplizierte Analyse, bei der ein geringfügiger, nicht berücksichtigter Effekt oder ein anomales Artefakt möglicherweise unsere Interpretation ändern könnte. Kurz gesagt, es sind die unbekannten Unbekannten, die wir nicht quantifizieren können. Diese Vorbehalte bestehen, weil dies eine einzigartige Entdeckung wäre - der erste Exomoon. “ Sie sagen weiter, dass die ersten Exoplaneten-Behauptungen mit großer Skepsis aufgenommen wurden, weil sie so neu waren.
Es gibt fast 200 Monde in unserem Sonnensystem, und das in einem System mit nur 8 Hauptplaneten. Nicht alle Planeten haben Monde, aber der mathematische Durchschnitt liegt immer noch bei 25 Monden pro Planet. Mit fast 4000 entdeckten Exoplaneten ist die Mathematik auf unserer Seite.
Auch wenn sich herausstellt, dass dies kein Exomoon ist, werden Astronomen immer wieder andere Exomoon-Kandidaten finden. Das James Webb-Teleskop wird etwas über die Suche zu sagen haben. Dank seiner leistungsstarken Beobachtungsfunktionen kann die Suche nach Planeten und Monden um andere Sterne beschleunigt werden.
Es ist nur eine Frage der Zeit, bis wir eine finden.
- Hubble-Pressemitteilung: „Astronomen finden erste Hinweise auf einen möglichen Mond außerhalb unseres Sonnensystems“
- Forschungsbericht: „Beweise für einen großen Exomoon, der Kepler-1625b umkreist“
