Các nhà thiên văn học đã trêu ngươi bằng chứng mới về một mặt trăng có kích thước sao Hải Vương có thể quay quanh hành tinh khổng lồ khí Kepler-1625b, cách đó 8.000 năm ánh sáng.
Các nhà thiên văn học nhận ra tám hành tinh lớn trong hệ mặt trời của chúng ta, với 200 mặt trăng quay quanh được biết đến cho đến nay. Xa hơn rất nhiều, họ đã phát hiện ra gần 4.000 ngoại hành tinh quay quanh các ngôi sao khác, nhưng cho đến nay, không có ngoại lệ nào được kết luận một cách thuyết phục, mặc dù có một số khả năng trước đó. Tuy nhiên, vào thứ Tư - ngày 3 tháng 10 năm 2018 - các nhà thiên văn học đã công bố bằng chứng mới cho những gì có thể là khám phá thực sự đầu tiên về một exomoon. Nó xuất hiện trên quỹ đạo hành tinh Kepler-1625b, cách xa 8.000 năm ánh sáng, theo hướng của chòm sao Cygnus the Swan, cao ở phía tây vào các buổi tối tháng 10.
Các nhà thiên văn học David Kipping và Alex Dạyey, cả hai trường Đại học Columbia, đã sử dụng dữ liệu từ cả tàu vũ trụ Kepler săn tìm hành tinh và Kính viễn vọng Không gian Hubble để khám phá ra sự xuất hiện có thể. Nó có một câu chuyện mà Voi đã mở ra cho các nhà thiên văn học này trong nhiều năm, và kết quả cuối cùng vẫn được đưa ra trong câu đố nhưng bằng chứng mới đang trêu ngươi. Nếu một exomoon thực sự quay quanh Kepler-1625b, Kipping nói:
Sự tương tự gần nhất sẽ là nhặt Sao Hải Vương và đặt nó xung quanh Sao Mộc.
Nếu có thể được xác nhận, exomoon đầu tiên được biết đến này cũng trình bày cho các nhà thiên văn học một câu đố. Những mặt trăng lớn như vậy tồn tại trong hệ mặt trời của chúng ta. Khám phá này có thể yêu cầu các chuyên gia xem xét lại lý thuyết của họ về cách các mặt trăng hình thành xung quanh các hành tinh. Thomas Zurbuchen tại trụ sở của NASA ở Washington, D.C., đã nhận xét:
Nếu được xác nhận, phát hiện này hoàn toàn có thể làm lung lay sự hiểu biết của chúng ta về cách các mặt trăng được hình thành và chúng có thể được tạo ra từ đâu.
Nghiên cứu khoa học về một exomoon có thể cho Kepler-1625b đã được công bố vào thứ tư trên tạp chí đánh giá ngang hàng Tiến bộ khoa học.
Giống như hầu hết các hành tinh bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta chưa bao giờ được nhìn thấy trực tiếp, chúng ta không có hình ảnh trực tiếp về sự xuất hiện có thể này.
Đó chắc chắn là một khoảnh khắc gây sốc khi nhìn thấy đường cong ánh sáng Hubble đó, trái tim tôi bắt đầu đập nhanh hơn một chút, nhà khoa học thiên văn David Kipping (trái) nói. Ông và Alex Dạyey (phải), cả hai trường Đại học Columbia, có thể là đồng phát hiện ra ngoại lệ thứ nhất.
Thay vào đó, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hầu hết các ngoại hành tinh được biết đến - và ngoại lệ này - trong các đoạn của họ trước các ngôi sao của họ. Một sự kiện như vậy được gọi là một quá cảnhvà nó gây ra một giọt nước nhỏ trong ánh sáng ngôi sao. Phương thức vận chuyển đã được sử dụng để phát hiện hầu hết các ngoại hành tinh đã biết được phân loại cho đến nay.
Tín hiệu chuyển tuyến từ các ngoại hành tinh ở xa rất nhỏ. Đó là lý do tại sao việc tìm kiếm các ngoại hành tinh đã diễn ra trong nhiều thập kỷ trước khi các ngoại hành tinh đầu tiên được xác nhận vào những năm 1990. Exomoons thậm chí còn khó phát hiện hơn exoplanet vì chúng nhỏ hơn và tín hiệu chuyển tiếp của chúng yếu hơn. Exomoons cũng thay đổi vị trí với mỗi lần vận chuyển vì mặt trăng đang quay quanh hành tinh.
David Kipping đã dành khoảng một thập kỷ trong sự nghiệp của mình để tìm kiếm exomoons. Năm 2017, anh và nhóm của mình đã phân tích dữ liệu từ 284 ngoại hành tinh được phát hiện bởi tàu vũ trụ Kepler săn tìm hành tinh. Họ đã xem xét các ngoại hành tinh trên các quỹ đạo tương đối rộng, dài hơn 30 ngày, xung quanh các ngôi sao chủ của chúng. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một ví dụ, trong Kepler-1625b, về một chữ ký quá cảnh với những dị thường hấp dẫn, cho thấy sự hiện diện của mặt trăng. Kipping nói:
Chúng tôi thấy những sai lệch nhỏ và chao đảo trong đường cong ánh sáng thu hút sự chú ý của chúng tôi.
Kipping sau đó yêu cầu thời gian trên Kính thiên văn vũ trụ Hubble. Các kết quả Hubble mới - mặc dù không có kết luận - dường như để xác nhận phát hiện trước đó về một exomoon cho Kepler-1625b. Thông báo về phát hiện tại HubbleSite đã giải thích:
Dựa trên những phát hiện của họ, nhóm nghiên cứu đã dành 40 giờ để thực hiện các quan sát với Hubble để nghiên cứu hành tinh này một cách chuyên sâu - cũng sử dụng phương pháp vận chuyển - thu được dữ liệu chính xác hơn về các tia sáng. Các nhà khoa học đã theo dõi hành tinh này trước và trong suốt 19 giờ di chuyển trên khuôn mặt của ngôi sao. Sau khi quá cảnh kết thúc, Hubble đã phát hiện ra sự giảm độ sáng thứ hai và nhỏ hơn nhiều trong khoảng 3,5 giờ sau đó. Mức giảm nhỏ này phù hợp với mặt trăng bị ràng buộc bởi hành tinh, giống như một con chó theo sau chủ nhân của nó.
Thật không may, các quan sát Hubble theo lịch trình đã kết thúc trước khi quá trình hoàn thành của mặt trăng ứng cử viên có thể được đo lường và sự tồn tại của nó được xác nhận.
Kipping nói:
Mặt trăng đồng hành là lời giải thích đơn giản và tự nhiên nhất cho lần nhúng thứ hai trong đường cong ánh sáng và độ lệch thời gian quỹ đạo.
Đó chắc chắn là một khoảnh khắc gây sốc khi thấy đường cong ánh sáng Hubble đó; Trái tim tôi bắt đầu đập nhanh hơn một chút và tôi cứ nhìn vào chữ ký đó. Nhưng chúng tôi biết công việc của chúng tôi là giữ một đầu cấp và về cơ bản cho rằng đó là không có thật, kiểm tra mọi cách có thể hiểu được trong đó dữ liệu có thể đánh lừa chúng tôi.
Mặt trăng Trái đất được biết đến là một yếu tố chính trong quá trình tiến hóa, thậm chí có thể là sự hiện diện của sự sống trên hành tinh của chúng ta. Exomoon có thể này và hành tinh chủ của nó nằm trong vùng có thể ở ngôi sao của họ, khu vực xung quanh một ngôi sao nơi nước lỏng có thể tồn tại trên bề mặt hành tinh. Hành tinh, hoặc mặt trăng của nó, có thể hỗ trợ sự sống? Câu trả lời là: có lẽ là không. Cả exoplanet Kepler 1625b - và exomoon có thể của nó - đều là khí, khiến chúng không phù hợp với cuộc sống như chúng ta biết.
Các nhà thiên văn học nói rằng các tìm kiếm trong tương lai cho exomoons:
Máy bay sẽ nhắm vào các hành tinh có kích thước sao Mộc ở xa ngôi sao của chúng hơn Trái đất từ mặt trời. Các hành tinh ứng cử viên lý tưởng lưu trữ các mặt trăng nằm trong quỹ đạo rộng, với thời gian vận chuyển dài và không thường xuyên. Trong tìm kiếm này, một mặt trăng sẽ thuộc loại dễ phát hiện nhất vì kích thước lớn của nó.
Hiện tại, chỉ có một số ít các hành tinh như vậy trong cơ sở dữ liệu Kepler.
Cho dù các quan sát trong tương lai có xác nhận sự tồn tại của mặt trăng Kepler-1625b hay không, Kính viễn vọng không gian James Webb sắp tới của NASA sẽ được sử dụng để tìm các mặt trăng ứng cử viên xung quanh các hành tinh khác, với chi tiết lớn hơn nhiều so với Kepler.
Nghệ sĩ khái niệm về một mặt trăng có kích thước sao Hải Vương, có thể quay quanh một hành tinh lớn gấp nhiều lần Sao Mộc - hệ mặt trời của chúng ta hành tinh lớn nhất hành tinh - trong một hệ mặt trời xa xôi, cách đó 8.000 năm ánh sáng. Hình ảnh qua HubbleSite.
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học tại Đại học Columbia đã tìm thấy bằng chứng trong dữ liệu tàu vũ trụ Kepler năm 2017 cho thấy một exomoon quay quanh Kepler-1625b. Sau đó, họ yêu cầu thời gian trên Kính thiên văn vũ trụ Hubble và dữ liệu Hubble mới tăng cường tuyên bố - nhưng không chứng minh một cách thuyết phục - rằng mặt trăng này tồn tại.