Das neueste spannende Unterfangen in der Exoplanetenforschung ist die Suche nach Exomonen. Ein Team um Dr. David Kipping vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hat sich dieser Herausforderung gestellt. Nachdem das Team theoretisch bewiesen hatte, dass es möglich ist, einen erdgroßen Exomon zu entdecken, führte das Team die erste detaillierte Suche nach einem Exomoon durch.
Lehnen Sie sich auf der Sitzkante nach vorne und warten Sie auf das Ergebnis? Nun gut: Die Daten zeigen keine Hinweise auf einen Mond. Das ist einfach das Glück der Auslosung. Auch bei unserem ersten Versuch haben wir keinen Exoplaneten entdeckt. Ich glaube, dass diese Nicht-Erkennung zeigt, dass wir kurz vor unserer nächsten größten Entdeckung stehen.
Die Gründe für die Suche nach Exomonen sind vielfältig. „Exomonen können häufige, bewohnbare Aufenthaltsorte für das Leben sein, und bisher wissen wir so gut wie nichts über die zugrunde liegende Häufigkeit solcher Objekte im Kosmos“, sagte Dr. Kipping gegenüber Universe Today. „Sie spielen auch eine wichtige Rolle für die Bewohnbarkeit der Planeten, die sie umkreisen, zum Beispiel soll der Mond die axiale Neigung der Erde und damit auch das Klima stabilisieren.“
Aus diesen Gründen wurde das Projekt mit dem Titel „Die Jagd nach Exomonen mit Kepler“, besser bekannt als HEK, ins Leben gerufen. Daher wird das HEK-Projekt nach Exomonen suchen, die wahrscheinlich bewohnbar sind.
Das erste Ziel ist Kepler-22b – der erste durchfahrende Exoplanet, der in der bewohnbaren Zone seines Wirtssterns entdeckt wurde. Mit 2,4 Erdradien ist er zu groß, um als erdanalog angesehen zu werden, aber er könnte leicht einen erdgroßen Mond haben
Derzeit gibt es zwei Methoden, mit denen wir Exomonen nachweisen können.
1.) Dynamische Effekte – der Exomon zerrt den Planeten, was zu Abweichungen in den Zeiten und Dauern der Transite des Wirtsplaneten führt. Dies ist ähnlich der Radialgeschwindigkeitstechnik zum Nachweis von Exoplaneten.
2.) Transiteffekte – der Exomon kann den Stern unmittelbar vor oder kurz nach dem Planeten passieren. Dies führt zu einem zusätzlichen Abfall des beobachteten Lichts. Sieh dir das an Video für eine tolle Vorführung. Dies ähnelt der Lichtkurventechnik zum Nachweis von Exoplaneten.
Das Team modellierte die anfänglichen Transitlichtkurven von Kepler-22b. Anschließend injizierten sie einen erdgroßen Mond in das System, um die Auswirkungen zu analysieren. Dies führte zwar zu deutlichen Schwankungen der Lichtkurve, die jedoch über dem Rauschpegel liegen mussten.
Als solche injizierten sie auch Rauschen in die Lichtkurven, das dem der Kepler-Daten entspricht. Am Ende sind die Variationen in der Lichtkurve eines Sterns aufgrund des Vorhandenseins eines Exomoons viel höher als das Rauschen. Das Team ist in der Lage, die richtige Antwort mit extrem hoher Zuversicht wiederzufinden.
Hier Kipping et al. präsentiert injizierte Mondanfälle. Als Beispiel zeigt die obere linke Abbildung einen Exoplaneten-Transit, bei dem auch ein Mond im Transit ist. Hier passiert der Mond zuerst, wodurch das Licht blockiert wird, dann folgt der Planet, wodurch mehr Licht blockiert wird. Quelle: Kipping et al. 2013
Die realen Daten zeigen keine Abweichungen wie die vorherige Abbildung. Diese Nichterkennung impliziert, dass es keinen Mond mit einer Masse von mehr als dem 0,54-fachen der Masse der Erde gibt. Obwohl es in diesem System kein Erdanalog gibt, kann es einen kleineren nicht nachweisbaren Mond geben.
Ich fragte Dr. Kipping nach unseren Erfolgschancen in anderen Systemen. Seine Antwort: „Das hängt von der Natur selbst ab!“ Wir haben keine Ahnung, wie regelmäßig die Natur Monde in anderen Sonnensystemen produziert. „Es gibt nichts Spannenderes, als an einem Projekt zu arbeiten, bei dem die Antwort völlig unbekannt ist.“
Aber denken Sie daran: Vor zwei Jahrzehnten waren wir uns nicht sicher, ob die Natur regelmäßig Planeten hervorbringt. Wir haben sie seitdem in Hülle und Fülle beobachtet. Ich muss glauben, dass wir mit 168 Monden allein in unserem Sonnensystem sie wahrscheinlich in anderen Systemen finden werden. Wir stehen kurz vor der nächsten großen Entdeckung. Bleiben Sie also dran, denn ich verspreche, dass ich darüber schreiben werde, wenn es passiert.
Quelle: Kipping et al. 2013