Az exobolygókból, vagyis a más csillagok körül keringő planétákból már több ezret fedeztek fel, exoholdakból azonban még egyet sem. Ez persze nem azt jelenti, hogy ne lennének gyakoriak, hiszen a Naprendszerben is hat bolygó körül összesen 164 holdat ismerünk. A felfedezés ténye ezért nem is elsősorban csillagászati kuriózum, sokkal inkább egy technikai mérföldkő lenne. De valóban sikerült-e elérnünk ezt a mérföldkövet, ahogy arról a média is beszámolt a napokban?
Fantáziarajz egy vörös csillag körül keringő bolygóról és holdjairól.
Az exoholdak kimutatására a legkézenfekvőbb metódus a bolygók felfedezéséhez is használt tranzitos módszer, vagyis az objektum csillagfedésekor mérhető kis mértékű fluxus csökkenés (csillagfogyatkozásról van szó, na). A detektálhatóságot sok tényező befolyásolja: kritikus az exobolygó pályája és a látóirányunk által bezárt szög (hiszen irdatlan távolságból kell ”egy vonalban” látnunk csillagot és bolygót), az objektum csillagtól mért távolsága és relatív mérete (minél közelebb van és minél nagyobb: annál nagyobb részt takar ki a csillagából). Az exoholdak esetében nyilván ez utóbbi okoz problémát, hiszen míg a legkisebb felfedezett exobolygók a Földdel egy méretkategóriába esnek, addig a Naprendszer legnagyobb ismert holdja, a Ganymedes átmérője mindössze 40%-a a bolygónkénak. Persze nem kizárható, hogy egy óriás bolygónak óriás holdja legyen, viszont a felfedezésük hiánya azt sugallta, az ilyen holdak elképesztően ritkák lehetnek.
A Naprendszer kőzetbolygói és legnagyobb holdjai méret szerint sorrendben.
Az exoholdak jelenléte okozta csillagkitakarást mindig a bolygójuk keltette elhalványodásban, vagyis azzal párhuzamosan kell keresni, a bolygó-hold páros ugyanis nem távolodhat el egymástól túlzottan. Ez azt jelenti, hogy az elmúlt években exobolygóvadászok a (tipikusan a Kepler űrtávcső által) megtalált exobolygófedések ”fényességgödreiben” kerestek aszimmetriákat, esetleg hepe-hupákat, mint amilyenek az alábbi ábrán is láthatóak.
A csillag fényességének időbeli változása (vízszintes irányban telik az idő, függőlegesen véltozik a fényesség), más néven fénygörbéje. Az exobolygó és az exohold kitakarásának együttes hatását keresik.
A Columbia egyetem munkatársai nem aprózták el, összesen 284, Kepler által talált bolygó-jelöltet (amelyek nagy valószínűséggel valóban planéták, de a spektroszkópiai megerősítésük még hátra van) vizsgáltak meg. A publikációra beküldött cikkük jelentős részét a minta fénygörbéinek statisztikai elemzése teszi ki, az utolsó fejezetben azonban külön kiemelik a Kepler-1625 sorszámú csillag bolygójának három tranzitját (csak ennyi sikerült kimérni a Kepler űrtávcső pályafutása során). Mindhárom esetben a mért adatokhoz illesztett elméleti modellben felbukkant a fent említett ”extra” elhalványodás. Bár a jel maga minimális, a valódiságára igen nagy az esély (az ínyenceknek: a statisztikai valódisága 4σ); tehát szinte bizonyosan nem csak az adatpontok véletlen szórásával van dolgunk. A kutatók előbb kizárták a mérési anomáliák (a Kepler kamerájának pixeljei okozhattak volna ilyesmit), majd a csillagfoltok lehetőségét is (az általuk keltett hosszabb idejű ”hullámzást” már korábban levonták a fénygörbékből).
A Kepler-1625b jelű exobolygó három fedése. A szürke pontok a Kepelr űrtávcső méréseiből számolt relatív fényességértékek (hibával együtt), míg a sötét vonal a legjobb illeszkedést mutató elméleti modellek. (Forrás: Teachey et al., 2017)
A megmaradt fizika magyarázatok közül pedig egyértelműen a hold jelenléte a legvalószínűbb. Ha valóban így van, akkor a Kepler-1625 Jupiter-méretű (ám annál valószínűleg tízszer nagyobb tömegű) exobolygója körül egy nagyjából Neptunusz-méretű hold kering. Ez közel tízszer akkora átmérőt jelentene, mint a Ganymedesé – maga a hold is egy gázóriás lenne! Ez új megvilágításba helyezné az exoholdakról a Naprendszerünk alapján kialakított elképzeléseinket.
Fontos azonban kihangsúlyozni, amit maguk a szerzők is kiemeltek cikkük végén: a felfedezés tekintetében még nem lehetünk teljesen biztosak. A bizonytalanságot főleg az okozza, hogy a Kepler-1625b exobolygó hosszú periódusideje (288 nap) miatt egyelőre csak három fedésről vannak mérési adataink. Szerencsére az már nem sokáig marad így. A kutatók távcsőidőt nyertek a Hubble űrtávcsőre idén októberre, amikor is egy újabb fedést fognak rögzíteni. A Hubble csak és kizárólag a Kepler-1625-nek dedikált mérései szignifikáns javulást hozhatnak a negyedik rögzített exobolygó-fedés fénygörbéjében, így eldönthető lesz az első exohold kérdése.
Még mindig a Hubble űrteleszkóphoz fordul a csillagász, ha biztos válaszokra van szüksége…