Polowanie na księżyce na orbicie odległych planet może znaleźć ogromne egzoloony.
W 2012 r. Zespół naukowców z misji Kepler ogłosił, że rozpocznie polowanie na księżyce krążące wokół odległych egzoplanet. Podczas gdy teleskop znajduje tysiące egzoplanet, księżyce pozostają poza zasięgiem wzroku.
Głównym problemem jest to, że dla „widoczności” Księżyca jego masa powinna wynosić około 10% masy Ziemi lub przybliżonej masy Marsa. Jest to 10 razy największy księżyc w Układzie Słonecznym.
I chociaż tworzenie satelitów planetarnych wydawało się naturalnym produktem ubocznym powstawania planet, naukowiec Amy Barr z Instytutu Planetologicznego zastanawiał się, czy mogą tworzyć się duże księżyce (być może nawet rozmiar Ziemi). A jeśli tak, to jak by się znajdowały w galaktyce?
Wykorzystując symulacje i symulacje, Barr i jej koledzy odkryli, że teoretycznie istnieje szansa, że nadplazma księżyca utworzy się wokół skalistej i gazowej planety. Ale tylko wtedy, gdy same planety są wystarczająco duże. Duże skaliste satelity mogą powstać w wyniku zderzenia gigantycznych skalistych światów. Następnie egzolunas wokół gazowych olbrzymów może zostać wyprodukowany z powodu akrecji stawu lub przechwycenia.
„Mamy pierwsze wyniki mas księżyców, które można uformować z innym zestawem efektów w granicach możliwych układów egzoplanetarnych” - powiedział Barr. „Najważniejsze jest to, że pokazaliśmy, że możliwe jest tworzenie exoli o masach powyżej teoretycznych maksimów. Kepler nadal bada satelity o ponad 1/10 masy Ziemi ”. Aby wykryć planety przechodzące przed dyskiem gwiazdy macierzystej, Kepler używa metody tranzytu (tymczasowe zmniejszenie jasności). Ta sama technika powinna pomóc znaleźć exole. Dlatego zespół z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics otworzył polowanie. Ale wszystko wydawało się pustym pomysłem, ze względu na rozmiar, który trzeba było zauważyć.
Jednak systemy słoneczne znalezione przez Keplera znacznie różnią się od naszych. A najpowszechniejszą wielkością planet w danych Keplera jest nowa klasa, „super-Ziemia”. Ich skala waha się między Earth i Neptune.
„Jak dotąd niewiele wiadomo na temat tego, w jaki sposób procesy formowania satelitarnego, które stosujemy, mogą skalować się do różnych mas planetarnych i warunków gwiezdnych” - pisze Barr w artykule.
Symulacja wpływu planety o skalistym żelazie wielkości Wenus na planetę z 6. masą Ziemi. Kolizja tworzy wystarczająco duży dysk gruzu, cieczy i pary, aby utworzyć księżyc o masie 0,1 Ziemi.
Korzystając z modelowania hydrodynamicznego, Barr może określić, ile materiału będzie na orbicie po zderzeniu dwóch skalistych super-ziem. Uderzenie między planetami od dwóch do siedmiu mas Ziemi uwolni wystarczającą ilość materiału, aby utworzyć dużego satelitę, który może wykryć tranzytowy Kepler.
„Te wyniki niemal pokrywają się z uderzeniem, które tworzy księżyc, ale dysk będzie znacznie cieplejszy i bardziej masywny”, mówi Barr. Jej modele sugerują, że wykrywalne skalne egzole mogą być wytwarzane w różnych warunkach wstrząsu, jak również połączone przez duże planety gospodarza. Ponadto mogą one powstać w wyniku narastania stawów wokół rosnących olbrzymów gazowych lub przechwytywania wędrujących ciał, lub innych procesów, które nie są obserwowane w naszym systemie. Barr przyjrzał się także współczesnym teoriom na temat powstawania księżyca w Układzie Słonecznym i próbował zastosować je do egzoli.
„Niektóre teorie, takie jak podziały, mogą działać w innych systemach” - powiedziała. „Wkrótce otrzymamy nowe obserwatoria i będziemy mogli sprawdzić kilka starych pomysłów”.
W tym momencie Kepler i misja K2 znaleźli 2,476 potwierdzonych planet, z dodatkowymi 5216 „planetami kandydującymi”. Liczba egzolunów nadal wynosi zero, ale Barr kontynuuje poszukiwania.
