Zweiter potenzieller neuer Exomond entdeckt
14 Jan. 2022
Forscher, die die Kepler-Daten untersuchen, stoßen auf einen vielversprechenden Exomond-Kandidaten.
Eine künstlerische Darstellung eines riesigen Exomonds um eine ferne Welt. Bildnachweis: NASA
Wenn es um die Entdeckung von Exoplaneten geht, sind „Exomonde“ – also Monde, die um Welten außerhalb unseres Sonnensystems kreisen – der neue heiße Trend. Schließlich hat jeder Planet in unserem Sonnensystem (außer Merkur und Venus) Monde, und die meisten haben mehrere. Es liegt also nahe, dass die meisten jupitergroßen Exoplaneten ebenfalls eigene Monde besitzen sollten.
Aber das Signal im Rauschen zu finden, war nicht einfach. Bis heute sind 4.928 Exoplaneten bekannt und es werden immer mehr. Ein großer Teil davon wurde durch die Transitmethode entdeckt, bei der ein winziger, charakteristischer Abfall im Sternenlicht beobachtet wird, wenn der Planet vor seinem Stern aus unserer Sichtlinie vorbeizieht. Diese Methode hat jedoch ihre Nachteile, da sie bevorzugt „heiße Jupiter“ entdeckt, also große Gasriesen in engen Umlaufbahnen.
Einen Mond in einer Umlaufbahn um einen transittierenden Exoplaneten zu finden, ist noch schwieriger, da die Forscher ein noch kleineres „Signal im Signal“ innerhalb einer ohnehin schon subtilen Schwankung finden müssen. Dieses Signal muss zudem von Sternfleckenaktivität und der intrinsischen Variabilität des Wirtssterns getrennt werden.
„Exomonde sind von Natur aus kleiner als die Planeten und daher schwieriger zu finden“, sagt David Kipping, Astronom an der Columbia University und Forscher der Studie. „Außerdem treten ihre Signale fast gleichzeitig mit dem planetaren Signal auf, was bedeutet, dass sie sich überlagern und schwer zu entwirren sind.“
Die von der NASA unterstützte Studie, veröffentlicht im Journal Nature Astronomy, umfasste Exoplanetenforscher aus aller Welt. Das Team untersuchte 70 Kandidaten in den Daten des Kepler-Weltraumteleskops. Kepler, gestartet 2009, beobachtete vier Jahre lang einen Himmelsabschnitt, der die Sternbilder Schwan, Herkules und Leier entlang der galaktischen Ebene umfasst. Ein Ausfall eines von vier Reaktionsrädern führte dazu, dass Kepler seine letzten Tage mit einer erweiterten Exoplanetensuche entlang der Ekliptik verbrachte, wobei der Sonnenwinddruck als drittes „Reaktionsrad“ zur Stabilisierung des Raumfahrzeugs genutzt wurde.
Die Welten wurden ausgewählt, weil sie entweder minimale Zeitvariationen in den Daten zeigten oder direkte Transitsignale der Monde selbst andeuteten.
„Wir wissen es nicht sicher, aber wir vermuten, dass jupiterähnliche Planeten ein ausgezeichneter Ort zum Suchen sind, angesichts der Vielzahl von Monden um Jupiter und Saturn und der relativ massiven Materialscheiben, von denen man annimmt, dass sie sich um solche Planeten während ihrer Entstehung befinden“, sagt Kipping. „Ein weiterer interessanter Ort sind felsige Planeten, die der Erde ähneln. In beiden Fällen sollten Planeten nahe am Stern vermieden werden, da der Stern solche Monde von nahen Planeten praktisch abreißen kann.“ Von den Kandidaten zeigten nur drei kleinere Signale, die auf umkreisende Exomonde hindeuten könnten. Aber nur einer bestand die endgültige Prüfung: Kepler-1708 b.
Die erste frühere potenzielle Exomond-Entdeckung war Kepler-1625 b-i, gefunden 2017, obwohl diese Behauptung in den letzten Jahren ebenfalls umstritten war.
„Es gibt wirklich nur einen vorherigen Kandidaten zum Vergleich“, sagt Kipping. „Ich würde dies als ein Signal beschreiben, für das das beste astrophysikalische Modell zur Erklärung der Daten ein Planet+Mond-Szenario ist, das statistisch stark gegenüber dem alternativen astrophysikalischen Modell eines einzelnen Planeten bevorzugt wird. Außerdem können wir keinen Grund zur Ablehnung dieses Modells finden (im Vergleich zu) umfangreichen Tests der anderen Informationen, die wir für dieses Ziel haben.“
Die seltsame Welt von Kepler-1708 b-i
Das System, in dem die Entdeckung gemacht wurde, ist für sich genommen interessant. Kepler-1708 ist ein sonnenähnlicher F-Typ-Hauptreihenstern, etwas massereicher als unsere Sonne, 1.667 Parsec (~5.500 Lichtjahre) entfernt. Kepler-b ist eine Welt mit 4,6 Jupitermassen in einer Umlaufbahn von 737 Tagen, 1,6 AU von seinem Zentralstern entfernt. Der vermutete Exomond Kepler-1708 b-i ist eine sub-Neptun-große Welt in einer Umlaufbahn von 4,6 Tagen, 500 Millionen Meilen (doppelte Erde-Mond-Entfernung) von seinem Primärstern entfernt.
Sind Exomonde bewohnbar? Die Umlaufbahn von Kepler-1708 b entspricht ungefähr der Größe des Mars in unserem Sonnensystem, was die Idee nahelegt, dass Kepler-1708 b-i klimatisch kein schlechter Ort sein könnte. Verlockende Entdeckungen wie Kepler b-i werden Hauptziele für das kürzlich gestartete und entfaltete James Webb Space Telescope sein, sobald es nächste Woche seinen Standort bei L2 erreicht und seine lange Inbetriebnahmephase beginnt. JWST wird voraussichtlich Mitte 2022 mit den wissenschaftlichen Operationen beginnen.
Die ungefähre Lage von Kepler-1708 im Sternbild Schwan. Bildnachweis: Stelalrium
Kepler-1708 mit einem Amateur-Teleskop zu finden, ist schwierig, aber nicht unmöglich, da der Hauptstern mit einer scheinbaren Helligkeit von +16 im Sternbild Schwan schwach leuchtet. Der Stern Kepler-1708 liegt nicht weit von Delta Cygni mit +2,9 Magnitude entfernt. Eine weitere Transitsequenz für Kepler-1708 b-i wird Anfang 2023 stattfinden und könnte den Exomond-Anspruch bestätigen oder widerlegen.
Erwarten Sie, dass die Vielfalt der fernen Welten in den kommenden Jahren wächst, wenn weitere Exoplaneten-Surveys online gehen, einschließlich der Entdeckung weiterer schwer fassbarer Exomonde.
