นับตั้งแต่เปิดใช้งานในเดือนมีนาคม 2552 ภารกิจของเคปเลอร์ได้ตรวจจับผู้สมัครดาวเคราะห์นอกระบบดวงอาทิตย์นับพันราย ในความเป็นจริงระหว่างปี 2009 ถึงปี 2012 ตรวจพบผู้สมัครทั้งหมด 4,496 รายและยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์นอกระบบ 2,337 ดวง ยานอวกาศก็ยังสามารถเปลี่ยนดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลออกไปซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจ K2 ของมันซึ่งคิดเป็นผู้สมัครอีก 521 รายและยืนยัน 157
อย่างไรก็ตามจากการศึกษาใหม่ที่ดำเนินการโดยนักวิจัยคู่หนึ่งจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียและนักวิทยาศาสตร์พลเมืองเคปเลอร์อาจพบหลักฐานของดวงจันทร์นอกระบบสุริยะ หลังจากการสำรวจผ่านข้อมูลจากการผ่านหน้าหลายร้อยครั้งที่ตรวจพบโดยภารกิจเคปเลอร์นักวิจัยพบตัวอย่างหนึ่งว่าดาวเคราะห์ที่ผ่านดาวเทียมแสดงสัญญาณว่ามีดาวเทียม
การศึกษาของพวกเขา - ซึ่งเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ภายใต้ชื่อ“ HEK VI: บนความรักของอะนาล็อกของกาลิเลโอในเคปเลอร์และเอ็กซอนผู้สมัครเคปเลอร์ -1625b I” - นำโดย Alex Teachey นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) เขาเข้าร่วมโดย David Kipping ผู้ช่วยศาสตราจารย์ดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียและผู้วิจัยหลักของ The Hunt for Exomoons ด้วยโครงการ Kepler (HEK) และ Allan Schmitt นักวิทยาศาสตร์พลเมือง
หลายปีมาแล้วที่ดร. คิปปิงกำลังค้นหาฐานข้อมูลของเคปเลอร์เพื่อหาหลักฐานของเอ็กโซโฟนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ HEK นี่ไม่ใช่เรื่องที่น่าแปลกใจเมื่อพิจารณาถึงประเภทของโอกาสที่มีอยู่สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ภายในระบบสุริยะของเราการศึกษาดาวเทียมธรรมชาติได้เปิดเผยสิ่งสำคัญเกี่ยวกับกลไกที่ขับเคลื่อนการก่อตัวดาวเคราะห์ยุคแรกและปลายและดวงจันทร์มีคุณสมบัติทางธรณีวิทยาที่น่าสนใจซึ่งพบได้ทั่วไปในร่างกายอื่น ๆ
ด้วยเหตุผลนี้เองที่ทำให้การวิจัยเพื่อการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบถูกมองว่ามีความจำเป็น ตอนนี้ภารกิจการล่าดาวเคราะห์นอกระบบอย่างเคปเลอร์ได้ก่อตัวดาวเคราะห์จำนวนมากที่ท้าทายความคิดดั้งเดิมเกี่ยวกับวิธีการก่อตัวดาวเคราะห์และชนิดของดาวเคราะห์ที่เป็นไปได้ ตัวอย่างที่น่าสังเกตมากที่สุดคือดาวก๊าซยักษ์ที่สังเกตเห็นการโคจรใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกมันมาก (aka“ Hot Jupiters”)
เช่นนี้การศึกษาเอกภพสามารถให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับชนิดของดาวเทียมที่เป็นไปได้และดวงจันทร์ของเราเป็นแบบอย่างหรือไม่ ดังที่ Teachey บอกกับนิตยสาร Space ผ่านอีเมล:
“ Exomoons สามารถบอกเราได้มากมายเกี่ยวกับการก่อตัวของระบบสุริยะของเราและระบบดาวอื่น ๆ เราเห็นดวงจันทร์ในระบบสุริยะของเรา แต่พวกมันอยู่กันที่อื่นหรือไม่? เรามักจะคิดอย่างนั้น แต่เราไม่สามารถรู้ได้อย่างแน่นอนจนกว่าเราจะเห็นพวกเขาจริงๆ แต่มันเป็นคำถามที่สำคัญเพราะถ้าเราพบว่ามีดวงจันทร์ไม่มากนักมันก็แสดงให้เห็นว่ามีบางสิ่งที่ผิดปกติเกิดขึ้นในระบบสุริยะของเราในวันแรก ๆ และนั่นอาจมีนัยสำคัญว่าชีวิตจะเกิดขึ้นได้อย่างไร โลก. อีกนัยหนึ่งคือประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะของเรานั้นพบได้ทั่วไปในกาแลคซีหรือว่าเรามีเรื่องราวกำเนิดที่แปลกประหลาดมาก? และสิ่งที่พูดเกี่ยวกับโอกาสของชีวิตที่เกิดขึ้นที่นี่? Exomoons ยืนเสนอเบาะแสให้เราตอบคำถามเหล่านี้”
ยิ่งไปกว่านั้นดวงจันทร์จำนวนมากในระบบสุริยะรวมถึง Europa, Ganymede, Enceladus และ Titan นั้นน่าจะเป็นที่อยู่อาศัยได้ นี่คือความจริงที่ว่าร่างกายเหล่านี้มีสารระเหยอย่างสม่ำเสมอ (เช่นไนโตรเจน, น้ำ, คาร์บอนไดออกไซด์, แอมโมเนีย, ไฮโดรเจน, มีเทนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์) และมีกลไกการทำความร้อนภายในที่สามารถให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับกระบวนการทางชีวภาพ
ที่นี่เช่นกันการศึกษาเอ็กโซมเสนอความเป็นไปได้ที่น่าสนใจเช่นอาจเป็นที่อยู่อาศัยหรือแม้กระทั่งคล้ายโลก ด้วยเหตุผลเหล่านี้และอื่น ๆ นักดาราศาสตร์ต้องการดูว่าดาวเคราะห์ที่ได้รับการยืนยันในระบบดาวที่อยู่ห่างไกลมีระบบของดวงจันทร์หรือไม่ แต่ดังที่ Teachey ระบุไว้การค้นหาเอ็กโซโมนีนำเสนอความท้าทายมากมายเมื่อเทียบกับการล่าดาวเคราะห์นอกระบบ:
“ ดวงจันทร์หายากเพราะ 1) เราคาดหวังว่าพวกมันจะค่อนข้างเล็กเวลาหมายถึงสัญญาณการขนส่งจะเริ่มค่อนข้างอ่อนและ 2) ทุกครั้งที่ดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านดวงจันทร์จะปรากฏในลักษณะที่แตกต่างกัน สถานที่. สิ่งนี้ทำให้พวกเขาตรวจพบข้อมูลได้ยากขึ้นและการสร้างแบบจำลองเหตุการณ์การขนส่งนั้นมีราคาแพงกว่าอย่างมาก แต่งานของเราใช้ประโยชน์จากดวงจันทร์ที่ปรากฏขึ้นในสถานที่ต่าง ๆ โดยใช้สัญญาณเฉลี่ยเวลาในกิจกรรมการขนส่งที่แตกต่างกันและแม้กระทั่งในระบบดาวเคราะห์นอกระบบหลายระบบ หากดวงจันทร์อยู่ที่นั่นพวกมันจะแกะสลักสัญญาณที่ด้านใดด้านหนึ่งของการขนส่งดาวเคราะห์เมื่อเวลาผ่านไป จากนั้นเป็นเรื่องของการสร้างแบบจำลองสัญญาณนี้และทำความเข้าใจความหมายของมันในแง่ของขนาดดวงจันทร์และอัตราการเกิดขึ้น”
เพื่อค้นหาสัญญาณของ exomoons, Teachey และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นหาผ่านฐานข้อมูล Kepler และวิเคราะห์ transits ของผู้สมัครดาวเคราะห์นอกระบบ 284 ดวงต่อหน้าดวงดาวที่เกี่ยวข้อง ดาวเคราะห์เหล่านี้มีขนาดตั้งแต่การเป็นเหมือนโลกถึงเส้นผ่านศูนย์กลางเหมือนดาวพฤหัสและโคจรรอบดาวฤกษ์ของพวกมันในระยะทางประมาณ 0.1 ถึง 1.0 ดอลลาร์ออสเตรเลีย จากนั้นพวกเขาจำลองแบบโค้งแสงของดาวโดยใช้เทคนิคการพับเฟสและการซ้อน
เทคนิคเหล่านี้มักถูกใช้โดยนักดาราศาสตร์ที่ตรวจสอบดาวสำหรับการลดลงในความส่องสว่างที่เกิดจากการผ่านหน้าของดาวเคราะห์ (เช่นวิธีการผ่านหน้า) ดังที่ Teachey อธิบายกระบวนการนี้ค่อนข้างคล้ายกัน:
“ โดยทั่วไปเราตัดข้อมูลอนุกรมเวลาออกเป็นชิ้น ๆ แต่ละชิ้นมีการส่งผ่านดาวเคราะห์หนึ่งดวงตรงกลาง และเมื่อเราสแต็คชิ้นส่วนเหล่านี้เข้าด้วยกันเราจะสามารถเห็นภาพที่ชัดเจนว่าลักษณะการขนส่ง ... สำหรับการค้นหาดวงจันทร์เราจะทำสิ่งเดียวกันโดยเฉพาะตอนนี้เรากำลังดูข้อมูลที่อยู่นอกระบบขนส่งหลักของโลก เมื่อเรารวบรวมข้อมูลเราจะนำค่าเฉลี่ยของจุดข้อมูลทั้งหมดภายในช่วงเวลาหนึ่งและถ้ามีดวงจันทร์อยู่เราควรเห็นแสงดาวที่หายไปซึ่งทำให้เราสามารถสรุปสถานะได้”
สิ่งที่พวกเขาพบคือผู้สมัครคนเดียวที่อยู่ในระบบ Kepler-1625 ซึ่งเป็นดาวสีเหลืองซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 4,000 ปีแสง กำหนดให้ Kepler-1625B I ดวงจันทร์นี้โคจรรอบดาวก๊าซยักษ์ขนาดใหญ่ที่อยู่ในเขตเอื้ออาศัยของดาวอยู่ระหว่าง 5.9 ถึง 11.67 เท่าขนาดโลกและโคจรรอบดาวฤกษ์ด้วยระยะเวลา 287.4 วัน ผู้สมัคร exomoon รายนี้หากควรได้รับการยืนยันจะเป็น exomoon แรกที่ค้นพบ
ผลลัพธ์ของทีม (ซึ่งรอการตรวจสอบจากเพื่อน) ยังแสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์ขนาดใหญ่จะเกิดขึ้นได้ยากในภูมิภาคชั้นในของระบบดาว (ภายใน 1 AU) นี่เป็นสิ่งที่น่าประหลาดใจแม้ว่า Teachey ยอมรับว่ามันสอดคล้องกับงานทางทฤษฎีล่าสุด จากการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้พบว่าดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างดาวพฤหัสอาจสูญเสียดวงจันทร์เมื่อพวกมันอพยพเข้าด้านใน
หากสิ่งนี้น่าจะพิสูจน์ได้ว่าเป็นกรณีของสิ่งที่ Teachey และเพื่อนร่วมงานของเขาได้เห็นว่าเป็นหลักฐานของกระบวนการนั้น อาจเป็นข้อบ่งชี้ว่าภารกิจการล่าดาวเคราะห์นอกระบบในปัจจุบันของเราอาจไม่ขึ้นอยู่กับภารกิจในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าคาดว่าภารกิจยุคต่อไปจะให้การวิเคราะห์รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลและระบบดาวเคราะห์
อย่างไรก็ตามตามที่ Teachey ระบุสิ่งเหล่านี้อาจถูก จำกัด ในแง่ของสิ่งที่พวกเขาสามารถตรวจจับได้และอาจจำเป็นต้องใช้กลยุทธ์ใหม่ในท้ายที่สุด:
“ ความหายากของดวงจันทร์ในภูมิภาคชั้นในของระบบดาวเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าดวงจันทร์แต่ละดวงจะยังคงหาได้ยากในข้อมูลของเคปเลอร์และภารกิจที่กำลังจะมาถึงเช่น TESS ซึ่งน่าจะพบดาวเคราะห์ระยะเวลาสั้น ๆ จำนวนมาก ดวงจันทร์เหล่านี้ เป็นไปได้ว่าดวงจันทร์ซึ่งเรายังคาดว่าจะออกไปอยู่ที่ไหนสักแห่งอาศัยอยู่ในพื้นที่รอบนอกของระบบดาวเหล่านี้มากเท่าที่พวกเขาทำในระบบสุริยะของเรา แต่ภูมิภาคเหล่านี้ยากที่จะตรวจสอบมากขึ้นดังนั้นเราจะต้องเข้าใจให้ดียิ่งขึ้นเกี่ยวกับวิธีที่เรามองหาโลกเหล่านี้ด้วยชุดข้อมูลปัจจุบันและอนาคตอันใกล้”
ในระหว่างนี้เราสามารถออกได้อย่างแน่นอนเกี่ยวกับความจริงที่ว่ามีการค้นพบเอ็กซอนครั้งแรก ในขณะที่ผลลัพธ์เหล่านี้รอการตรวจสอบจากเพื่อนการยืนยันของดวงจันทร์นี้จะหมายถึงโอกาสในการวิจัยเพิ่มเติมสำหรับระบบ Kepler-1625 ความจริงที่ว่าดวงจันทร์นี้โคจรอยู่ภายในเขตเอื้ออาศัยของดาวก็เป็นคุณลักษณะที่น่าสนใจเช่นกันแม้ว่าดวงจันทร์จะไม่น่าอยู่
ถึงกระนั้นความเป็นไปได้ที่ดวงจันทร์น่าจะโคจรรอบดาวก๊าซยักษ์ก็น่าสนใจอย่างแน่นอน เสียงนั้นเหมือนสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์บางเรื่องหรือไม่?
