Es ist noch nicht lange her, dass Astronomen begannen, die ersten Planeten um andere Sterne zu entdecken. Überraschenderweise ist das Potenzial dafür möglicherweise nicht so weit entfernt.
Bevor wir untersuchen, wie wir Satelliten entfernter Planeten entdecken können, müssen Astronomen zunächst versuchen, ein Verständnis dafür zu erlangen, wonach sie suchen. Glücklicherweise passt diese Frage gut zu dem sich schnell entwickelnden Verständnis der Entstehung von Sonnensystemen.
Im Allgemeinen gibt es drei Mechanismen, mit denen Planeten Satelliten erhalten können. Am einfachsten ist es, wenn sie sich einfach aus einer einzigen Akkretionsscheibe zusammen bilden. Ein weiterer Grund ist, dass ein massiver Aufprall Material von einem Planeten abwerfen kann, das sich zu einem Satelliten formt, wie Astronomen glauben, dass es mit unserem eigenen Mond passiert ist. Einige Schätzungen haben ergeben, dass solche Einflüsse häufig sein sollten und bis zu 1 von 12 erdähnlichen Planeten auf diese Weise Monde gebildet haben könnten. Schließlich kann ein Satellit ein gefangener Asteroid oder Komet sein, wie es für viele der Monde von Jupiter und Saturn wahrscheinlich ist.
Jeder dieser Fälle erzeugt einen unterschiedlichen Massenbereich. Gefangene Körper sind wahrscheinlich die kleinsten und daher in naher Zukunft wahrscheinlich nicht nachweisbar. Es wird erwartet, dass durch Stöße erzeugte Monde nur Körper mit 4% der Gesamtmasse des Planeten bilden können und als solche ebenfalls eher begrenzt sind. Es wird angenommen, dass sich die größten Monde in den Scheiben bilden, um Jupiter wie Planeten zu bilden. Diese sind am wahrscheinlichsten nachweisbar.
Die erste Methode, mit der Astronomen solche Monde entdecken können, sind die Änderungen, die sie am Wackeln des Sterns vornehmen würden, mit dem bisher viele extrasolare Planeten entdeckt wurden. Astronomen haben bereits untersucht, wie sich ein Paar von Doppelsternen auf ein Doppelsternsystem auswirken kann, das sich auf einem dritten Stern befindet, den es umkreist. Wenn der Doppelstern gegen einen Planeten und einen Mond ausgetauscht wird, stellt sich heraus, dass massive Monde, die vom Planeten entfernt, aber nahe am Mutterstern sind, am einfachsten zu erkennen sind. Außer in extremen Fällen ist das Ausmaß des Wackelns, das das Paar im Stern induzieren könnte, so gering, dass es durch die konvektive Bewegung der Sternoberfläche überflutet würde, was eine Erkennung durch diese Methode nahezu unmöglich macht.
Astronomen haben begonnen, eine große Anzahl von Exoplaneten durch Transite zu entdecken, wobei der Planet geringfügige Finsternisse verursacht. Könnten Astronomen auf diese Weise auch die Anwesenheit von Monden erkennen? In diesem Fall würde die Nachweisgrenze wiederum auf der Größe des Mondes basieren. Derzeit ist die Kepler Es wird erwartet, dass der Satellit erdähnliche Planeten der Erde entdeckt. Wenn Monde um einen superjovianischen Planeten existieren, die ebenfalls ähnlich groß wie die Erde sind, sollten auch sie entdeckt werden. Es ist jedoch schwierig, so große Monde zu bilden. Der größte Mond im Sonnensystem in Ganymed, der 40% des Erddurchmessers ausmacht und damit leicht unter den aktuellen Erkennungsschwellen liegt, aber möglicherweise in Reichweite zukünftiger Exoplanetenmissionen liegt.
Die direkte Erkennung der durch Transite verursachten Finsternisse ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit, mit Transits Exomoons zu entdecken. In den letzten Jahren haben Astronomen begonnen, das Wackeln anderer Planeten auf diejenigen zu verwenden, die sie bereits entdeckt hatten, um auf die Existenz anderer Planeten im System zu schließen, genauso wie der Gravitationsschlepper von Neptun auf Uranus es Astronomen ermöglichte, die Existenz von Neptun vorherzusagen es wurde entdeckt. Ein ausreichend massereicher Mond könnte erkennbare Schwankungen verursachen, wenn der Transit des Planeten beginnen und enden würde. Astronomen haben diese Technik bereits verwendet, um die Masse potenzieller Monde um die Exoplaneten HD 209458 und OGLE-TR-113b bei 3 bzw. 7 Erdmassen zu begrenzen.
Der erste entdeckte Exoplanet wurde um einen Pulsar herum entdeckt. Das Ziehen dieses Planeten verursachte eine Variation der regelmäßigen Pulsation des Pulsarschlags. Pulsare schlagen oft hunderte bis tausende Male pro Sekunde und sind daher äußerst empfindliche Indikatoren für die Anwesenheit von Planeten. Es ist bekannt, dass der Pulsar PSR B1257 + 12 einen Planeten beherbergt, der nur 0,04% der Masse der Erde ausmacht und weit unter der Massenschwelle vieler Monde liegt. Daher wären Variationen in diesen Systemen, die durch Monde verursacht werden, mit der gegenwärtigen Technologie möglicherweise nachweisbar. Astronomen haben es bereits verwendet, um nach Monden um den Planeten zu suchen, die PSR B1620-26 umkreisen, und haben Monde ausgeschlossen, die mehr als 12% der Jupitermasse innerhalb einer halben astronomischen Einheit (der Entfernung zwischen Erde und Sonne oder 93 Millionen Meilen) des Planeten betragen .
Die letzte Methode, mit der Astronomen Planeten entdeckt haben, die möglicherweise für Exomoons verwendet werden könnten, ist die direkte Beobachtung. Da die direkte Abbildung von Exoplaneten erst in den letzten Jahren realisiert wurde, ist diese Option wahrscheinlich noch weit entfernt, aber zukünftige Missionen wie der Terrestrial Planet Finder Coronagraph könnten sie in den Bereich der Möglichkeiten bringen. Selbst wenn der Mond nicht vollständig aufgelöst ist, kann der Versatz der Mitte des Punktes des Paares mit aktuellen Instrumenten erkennbar sein.
Wenn die Explosion des Wissens über Planetensysteme anhält, sollten Astronomen in naher Zukunft in der Lage sein, Exomoons zu erkennen. In einigen Fällen, wie bei Pulsarplaneten, besteht bereits die Möglichkeit, aber aufgrund ihrer Seltenheit ist die statistische Wahrscheinlichkeit, einen Planeten mit einem ausreichend großen Mond zu finden, gering. Da sich die Ausrüstung jedoch weiter verbessert und die Erkennungsschwellen für verschiedene Methoden gesenkt werden, sollten die ersten Exomoons in Sicht kommen. Zweifellos werden die ersten groß sein. Dies wirft die Frage auf, welche Arten von Oberflächen und möglicherweise Atmosphären sie haben können. Dies würde wiederum mehr Fragen darüber aufwerfen, welches Leben existieren könnte.
Quelle:
Die Nachweisbarkeit von Monden außersolarer Planeten - Karen M. Lewis
