Hubblův kosmický dalekohled zaznamenal další úspěch. Přinesl nové důkazy existence prvního známého měsíce mimo Sluneční soustavu. Exoměsíc Kepler-1625b I objevil původně dalekohled Kepler.
Alex Teachey, David Kipping a Allan Schmitt vloni v létě vydali studii, ve které popsali své hledání měsíců u 284 exoplanet objevených kosmickým dalekohledem Kepler.
Výsledkem byl možný objev jednoho měsíce. Ve vzdálenosti asi 19 poloměrů planety (cca 2,5 milionů km) od exoplanety Kepler-1625 b obíhá měsíc s označením Kepler-1625b I.
Autoři tehdy upozorňovali, že objev je potřeba brát s rezervou. Bylo to spíše podezření než potvrzený objev.
Exoměsíc je větší, než bychom čekali
Největším měsícem ve Sluneční soustavě je Jupiterův Ganymedes. Dosahuje 40 % velikosti a 2,5 % hmotnosti Země. Vědci už dříve nevylučovali existenci měsíců o velikosti Země. Pokud by obří planeta s podobným měsícem obíhala v obyvatelné oblasti, mohly by být na povrchu měsíce podmínky vhodné k životu.
Kepler-1625b I je však mnohem větší než Země. Podobá se spíše Uranu či Neptunu. Samotná planeta má velikost jako Jupiter. Dalekohled Kepler objevil planety pomoci tranzitní fotometrie. Existence planety se projeví poklesem jasnosti hvězdy v době, kdy před ní planeta přechází.
Závislost jasnosti hvězdy na čase astronomové vynesli do grafu (světelné křivky) a všimli si, že některé světelné křivky jsou v období minima „deformované“. Mohlo by to být způsobeno měsícem planety.
Kepler-1625b obíhá okolo hvězdy s periodou 287 dní. Autoři studie měli k dispozici jen 3 tranzity planety, což je hodně málo. Mateřskou hvězdu přestal Kepler pozorovat v roce 2013. Vědci se proto snažili získat pozorovací čas na Hubblovu dalekohledu, který je i přesnější.
Hubble byl v akci 40 hodin
Hubble pozoroval mateřskou hvězdu mezi 28. a 29. říjnem loňského roku po dobu 40 hodin (26 oběhů okolo Země). Přítomnost měsíce by se mohla projevit dvěma způsoby.
Při některých tranzitech by mohlo před nebo po tranzitu planety dojít ještě k dalšímu menšímu poklesu jasnosti, který způsobil samotný měsíc zakrývající část hvězdného kotoučku.
Tento jev souvisí s velikostí tělesa. Objekt o proporcích Neptunu je dostatečně velký na to, aby způsobil měřitelný pokles jasnosti hvězdy.
Na přítomnost měsíce může upozornit i jeho nemalá hmotnost. Pokud oběh planety okolo hvězdy narušují jiné planety nebo měsíc svou gravitací, projeví se to v nepravidelnostech tranzitů.
Jevu se říká změny v časech tranzitů (TTV) a astronomové ho dnes používají pro „zvážení“ planet ve vícenásobných a kompaktních systémech – jako je třeba TRAPPIST-1.
Hubble objevil oba jevy. K tranzitu planety došlo o 77,8 minut dříve, než mělo. Po tranzitu planety následoval další pokles jasnosti – pravděpodobně způsobený samotným měsícem. Hubble bohužel ukončil pozorování dříve, než tento pokles skončil.
Silné důkazy
Vědci vyloučili možné další příčiny pozorovaných jevů. Síla důkazů leží zejména v jejich kombinaci. Jsou nejen nezávislé na sobě, ale také se doplňují. Pokud došlo vlivem gravitace měsíce k tranzitu planety dříve, musel nastat pokles jasnosti po tranzitu planety.
Je však předčasné hovořit o definitivním potvrzení exoměsíce. K dalšímu tranzitu exoplanety Kepler-1625b dojde v květnu. Autoři studie budou usilovat o další pozorovací čas.
Jak monstrum vzniklo?
Samostatnou otázku je vznik podobného systému. Podle modelů se zdá, že měsíc obíhá okolo planety se sklonem asi 45 stupňů vůči oběžné rovině planety. Může to být také 135 stupňů – měsíc by obíhal v opačném směru (tzv. retrográdně).
Ve Sluneční soustavě má podobný extrémní sklon Neptunův Měsíc Triton. Předpokládá se, že jde o zachycený objekt Kuiperova pásu.
Zachycení je jednou z možností vzniku Kepler-1625b I. Další scénář předpokládá společný vznik planety a měsíce nebo vznik měsíce po srážce planety a jiného tělesa.
Někoho by možná napadlo, že místo planety a měsíce máme raději mluvit o dvojplanetě. Velikost měsíce je trochu matoucí. Jeho hmotnost bude zhruba jen 1,5 % hmotnosti planety. Třeba u Pluta a jeho největšího měsíce Charonu je to o řád více.
První a možná na delší dobu poslední
Objev Kepler-1625 I je výsledkem projektu HEK (Hunting for Extrasolar Exomoons with Kepler), který byl založen v roce 2012. U jeho zrodu stál i český astronom David Nesvorný. V roce 2013 vedl studii, v níž pomoci TTV objevil na základě pozorování odchylek v časech tranzitů planety další netranzitující planetu. Kepler-88c byla později potvrzena i nezávislou metodou – jako první v historii.
Objevit další měsíce exoplanet bude náročné. Kepler končí a nový lovec exoplanet TESS se na tuto práci hodí spíše méně.
