أحدث إجراء مثير في أبحاث الكواكب الخارجية هو البحث عن الأقمار الخارجية. قفز فريق بقيادة الدكتور ديفيد كيبينغ في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية إلى هذا التحدي. بعد أن أثبت الفريق نظريًا أن اكتشاف كوكب خارجي بحجم الأرض أمر ممكن ، أجرى الفريق أول بحث تفصيلي عن القمر الخارجي.
هل تميل إلى الأمام على حافة مقعدك في انتظار النتائج؟ حسنًا ، ها أنت ذا: لا تظهر البيانات أي دليل على وجود قمر. هذا هو مجرد حظ القرعة. لم نكتشف كوكبًا خارج المجموعة الشمسية في محاولتنا الأولى أيضًا. أعتقد أن عدم الاكتشاف يُظهر أننا على وشك اكتشاف أعظم اكتشاف لنا.
أسباب البحث عن الأقمار الخارجية كثيرة. قال الدكتور كيبينغ لـ Universe Today: 'قد تكون الأقمار الخارجية أماكن إقامة متكررة وصالحة للسكن مدى الحياة ، وحتى الآن لا نعرف شيئًا عن التردد الأساسي لمثل هذه الأجسام في الكون'. 'إنها تلعب أيضًا دورًا مهمًا في قابلية السكن لتلك الكواكب التي تدور حولها ، على سبيل المثال يُعتقد أن القمر يعمل على تثبيت الميل المحوري للأرض وكذلك المناخ.'
تم تشكيل المشروع المسمى 'The Hunt of Exomoons with Kepler' ، والمعروف أكثر باسم HEK ، مع وضع هذه الأسباب في الاعتبار. على هذا النحو ، سيبحث مشروع HEK عن الأقمار الخارجية التي من المحتمل أن تكون صالحة للسكن.
الهدف الأول هو Kepler-22b - أول كوكب خارجي عابر تم اكتشافه في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه المضيف. عند 2.4 نصف قطر الأرض ، تكون كبيرة جدًا بحيث لا يمكن اعتبارها مشابهًا للأرض ، ولكن يمكن بسهولة أن يكون لها قمر بحجم الأرض
يوجد حاليًا طريقتان يمكننا من خلالهما اكتشاف الأقمار الصناعية.
1.) التأثيرات الديناميكية - يقوم exomoon بسحب الكوكب ، مما يتسبب في حدوث انحرافات في أوقات ومدد عبور الكوكب المضيف. هذا مشابه لتقنية السرعة الشعاعية للكشف عن الكواكب الخارجية.
2.) تأثيرات العبور - قد يعبر exomoon النجم قبل أو بعد الكوكب مباشرة. سيؤدي هذا إلى انخفاض إضافي في الضوء المرصود. انظر الى هذا فيديو لمظاهرة كبيرة. هذا مشابه لتقنية منحنى الضوء لاكتشاف الكواكب الخارجية.
صمم الفريق منحنيات الضوء العابر الأولية لكبلر 22 ب. ثم قاموا بحقن قمر بحجم الأرض في النظام لتحليل التأثيرات. بينما تسبب هذا في اختلافات واضحة في منحنى الضوء ، يجب أن تكون هذه الاختلافات أعلى من مستوى الضوضاء.
على هذا النحو ، قاموا أيضًا بحقن ضوضاء في منحنيات الضوء ، والتي تعكس تلك الخاصة ببيانات كبلر. في النهاية ، الاختلافات في منحنى ضوء النجم بسبب وجود القمر الخارجي أعلى بكثير من الضوضاء. الفريق قادر على استعادة الإجابة الصحيحة بثقة عالية للغاية.
هنا Kipping et al. يعرض يناسب القمر المحقون. على سبيل المثال ، يوضح الشكل العلوي الأيسر عبور كوكب خارج المجموعة الشمسية ، مع مرور القمر أيضًا. هنا يمر القمر أولاً ، مما يتسبب في حجب الضوء ، ثم يتبعه الكوكب ، مما يؤدي إلى حجب المزيد من الضوء. مصدر: كيبينغ وآخرون 2013
البيانات الحقيقية لا تظهر انحرافات مثل الشكل السابق. يعني عدم الاكتشاف هذا أنه لا يوجد قمر تزيد كتلته عن 0.54 مرة كتلة الأرض. على الرغم من عدم وجود نظير للأرض في هذا النظام ، فقد يكون هناك قمر أصغر لا يمكن اكتشافه.
سألت الدكتور كيبينج عن فرص نجاحنا في الأنظمة الأخرى. إجابته: 'هذا يعتمد على الطبيعة نفسها!' ليس لدينا أي فكرة عن مدى انتظام الطبيعة في إنتاج أقمار في أنظمة شمسية أخرى. 'لا يوجد شيء أكثر إثارة من العمل في مشروع حيث الإجابة غير معروفة بالكامل.'
لكن تذكر: قبل عقدين من الزمن لم نكن متأكدين مما إذا كانت الطبيعة تنتج الكواكب بشكل منتظم. منذ ذلك الحين لاحظناها بكثرة. يجب أن أصدق أنه مع وجود 168 قمراً في نظامنا الشمسي وحده ، فمن المحتمل أن نجدهم في أنظمة أخرى. نحن على وشك اكتشاف أعظم تالي. لذا ترقبوا ذلك لأنني أعدكم بأنني سأكتب عن ذلك عندما يحدث.
مصدر: كيبينغ وآخرون 2013
