Warum haben wir bei all diesen Planeten keine Exomonen gefunden?
Künstlerische Darstellung eines Sterns, eines Exoplaneten und eines Exomon. (Bildnachweis: NASA / ESA / L. Hustak)
Trotz zahlreicher Versuche haben Astronomen noch nicht die Entdeckung eines Exomoons bestätigt, eines Mondes, der einen Planeten um einen fernen Stern umkreist. Ist das nur ein Fall von Pech oder sind Monde seltener als wir dachten?
Neue Forschungen deuten darauf hin, dass ein Grund, warum wir die Entdeckung eines Exomoons nicht bestätigt haben, darin besteht, dass unsere Nachweismethoden größere Planeten in der Nähe ihrer Sterne bevorzugen, die viel weniger wahrscheinlich Monde in stabilen Umlaufbahnen beherbergen.
Mach den Transittanz
Finden Exoplaneten , oder Planeten, die andere Sterne umkreisen, ist ziemlich einfach. Es kommt nur darauf an, wirklich gute Technik, Geduld und ein paar Glücksfälle zu haben.
Der Prozess wird am besten mit umlaufenden Teleskopen durchgeführt, die sich nicht mit erschwerenden Dingen wie Atmosphären und Tageslicht befassen müssen, um die Beobachtungen zu ruinieren. Die Idee ist, so viele Sterne wie möglich und so lange wie möglich anzustarren. Wenn ein Exoplanet aus unserer Sicht vor dem Gesicht seines Sterns kreuzt, sinkt die Helligkeit dieses Sterns ein wenig.
Verwandt : 7 Möglichkeiten, fremde Planeten zu entdecken
Wenn wir nach diesem charakteristischen Helligkeitsabfall suchen, können wir die Beweise für einen fernen Planeten erkennen, ohne ihn jemals direkt abbilden zu müssen. Dies wird Transitmethode genannt, und bei Weltraumteleskopen wie dem der NASA Kepler-Weltraumteleskop und Transiting Exoplanet Survey Satellite haben wir Tausende von Exoplaneten um nahe Sterne herum entdeckt.
Exomoons sind etwas kniffliger. Um einen Exomoon zu sehen, müssen wir einen Transit innerhalb eines Transits erkennen. Wir müssen den charakteristischen Helligkeitsabfall sehen, den ein Planet verursacht, der sich vor seinem Stern kreuzt, und wir müssen alles richtig machen, damit auch ein Mond aus unserer Sicht während des Transits sichtbar ist. Und weil Monde viel kleiner sind als Planeten, brauchen wir eine hohe Empfindlichkeit und sehr starke Beobachtungen, um eine Entdeckung zu bestätigen.
Das ist kein Mond
In den letzten Jahren wurden einige Kandidaten und wahrscheinliche Exomoons entdeckt, aber bisher war nichts schlüssig. Und weil wir so viel besser darin, Exoplaneten zu finden, Wir müssen uns folgendes fragen: Versäumen wir es, Entdeckungen zu bestätigen, weil wir nicht gut darin sind, Exomon zu finden, oder sind Exomon relativ selten?
Um diese Frage zu beantworten, hat ein Forscherteam eine Reihe von Simulationen entwickelt, um viele hypothetische Sternensysteme zu erforschen, um herauszufinden, welche Konfigurationen von Planetensystemen die besten Chancen haben, Monde zu beherbergen.
Das Team führte Simulation um Simulation durch und untersuchte die Stabilität von Exomoon-Orbits im Laufe von 10 Milliarden Jahren. Um ihre Arbeit zu beschleunigen, betrachteten sie einen relativ künstlichen, aber vereinfachten Aufbau: einen einzelnen Planeten, der einen einzelnen Stern umkreist, der einen einzelnen Exomon beherbergt. Dies ist zwar kein realistisches Szenario, ermöglichte es den Forschern jedoch, eine Vielzahl von Situationen mit Leichtigkeit zu erkunden, was die Grundlage für zukünftige, detailliertere Arbeiten bilden kann.
In den Simulationen variierte das Team die Masse des Sterns, die Masse des Planeten, die Masse des Mondes und alle Bahnabstände zwischen ihnen, um zu sehen, was auf lange Sicht bestehen bleibt und was nur vorübergehend ist.
Die Forscher fanden heraus, dass Planeten in der Nähe ihrer Sterne mit Umlaufbahnen von weniger als 10 Tagen ihre Monde fast sofort verlieren; der Gravitationseinfluss des Muttersterns ist einfach zu groß, und der Planet kann einen Mond nicht stabil halten. Wenn Sie sich nach außen bewegen, werden die Chancen unabhängig von der Masse des Exoplaneten selbst günstiger und steigen bis zu einer Überlebenschance von 70%, sobald Sie das erreichen Umlaufbahn der Erde . Die Arbeit des Teams wurde kürzlich in der . veröffentlicht Preprint-Datenbank arXiv .
Diese Ergebnisse stimmen mit dem überein, was wir in unserem eigenen Sonnensystem sehen. Die innersten Planeten, Merkur und Venus , bewirte keine Monde. Die Erde hat eine außergewöhnlich große Mond (im Verhältnis zu seinem Mutterplaneten), während der Mars zwei eingefangene Asteroiden hat. In den nächsten Milliarden Jahren wird der Mars wahrscheinlich seine Monde verlieren, während der Erdmond eine dauerhafte Einrichtung bleiben wird.
Wenn Astronomen nach Exomonen jagen, spielen sie die Chancen. Die Transitmethode funktioniert am besten, wenn sich der Exoplanet in der Nähe seines Muttersterns befindet; das führt zu einem sehr steilen Abfall der Helligkeit, der leicht zu erkennen ist. Daher ist es laut der neuen Forschung keine Überraschung, warum wir keine Exomonen gefunden haben: Unsere Techniken zur Planetensuche sind darauf ausgerichtet, Planeten zu entdecken, die ihrem Stern näher sind, und dies sind die Planeten mit der geringsten Wahrscheinlichkeit, dass sie eine stabile Exomon-Umlaufbahn haben Sie.
Da sich unsere Techniken und die Empfindlichkeit unserer Instrumente verbessern, sollten wir immer mehr Exoplaneten finden, die weiter von ihren Elternsternen entfernt sind, und dort werden wir wahrscheinlich die Existenz eines Exomoons endgültig bestätigen. Die Untersuchung der Prävalenz und der Eigenschaften von Exomonen wird unser Verständnis nicht nur darüber verbessern, wie andere Sonnensysteme entstehen, sondern auch, wie unser eigenes Zuhause entstanden ist.
Folge uns auf Twitter @Spacedotcom und auf Facebook.
