De jacht op manen in de baan van verre planeten kan enorme exoloons vinden.
In 2012 kondigde een team van wetenschappers van de Kepler-missie aan dat ze zouden gaan jagen op manen rond verre exoplaneten. En terwijl de telescoop duizenden exoplaneten vindt, blijven de manen uit het zicht.
Het grootste probleem is dat voor de "zichtbaarheid" van de maan, de massa ongeveer 10% van de massa van de aarde moet zijn, of een geschatte massa van Mars. Dit is 10 keer de grootste maan in het zonnestelsel.
En terwijl de vorming van planetaire satellieten een natuurlijk bijproduct leek te zijn van de vorming van planeten, vroeg wetenschapper Amy Barr van het Planetological Institute zich af of grote manen (misschien zelfs de grootte van de aarde) zich zouden kunnen vormen. En zo ja, hoe zouden ze zich in de melkweg bevinden?
Met behulp van simulaties en simulaties ontdekten Barr en haar collega's dat er in theorie een kans bestaat dat het superplasma van de maan zich rond een rotsachtige en gasplaneet zal vormen. Maar alleen als de planeten zelf groot genoeg zijn. Grote rotsachtige satellieten kunnen worden gecreëerd als gevolg van een botsing tussen de gigantische rotsachtige werelden. Vervolgens kunnen de exolunas rond de gasreuzen worden geproduceerd als gevolg van gezamenlijke aanwas of vangst.
"We hebben de eerste resultaten van de massa's van de manen, die kunnen worden gevormd met een andere reeks effecten binnen de mogelijke grenzen van exoplanetaire systemen," zei Barr. "Het belangrijkste is dat we hebben aangetoond dat het mogelijk is om exolen te vormen met massa's boven theoretische maxima. Kepler blijft satellieten van meer dan 1/10 van de massa van de aarde onderzoeken. " Om planeten te detecteren die voor de schijf van de ouderster passeren, gebruikt Kepler de transitmethode (tijdelijke helderheidsvermindering). Dezelfde techniek moet helpen bij het vinden van exoles. Daarom opende een team van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics de jacht. Maar het leek allemaal een leeg idee, vanwege de grootte die moest worden opgemerkt.
De zonnesystemen van Kepler verschillen echter sterk van de onze. En de meest voorkomende grootte van de planeten in de Kepler-gegevens is een nieuwe klasse, de 'super-aarde'. Hun schaal varieert tussen Aarde en Neptune.
"Tot nu toe is er weinig bekend over de manier waarop de satellietvormingsprocessen die we gebruiken, kunnen worden geschaald naar verschillende planetaire massa's en stellaire omstandigheden", schrijft Barr in een artikel.
Simulatie van de impact van een rotsachtige ijzeren planeet ter grootte van Venus op een planeet met zesde massa's van de aarde. De botsing creëert een voldoende grote schijf van puin, vloeistof en stoom om een maan met een massa van 0,1 aarde te creëren.
Met behulp van hydrodynamische modellering kan Barr bepalen hoeveel materiaal in een baan zal zijn na een botsing tussen twee rotsachtige super-aardes. Een staking tussen planeten van twee tot zeven massa's op de aarde zal voldoende materiaal vrijmaken om een grote satelliet te creëren die transit Kepler kan detecteren.
"Deze resultaten vallen bijna samen met de klap die de maan vormt, maar de schijf zal veel heter en massiever zijn", zegt Barr. Haar modellen suggereren dat detecteerbare rotsachtige exoles kunnen worden geproduceerd onder verschillende shockomstandigheden, evenals verbonden door grote gastheerplaneten. Bovendien kunnen ze worden gevormd als een resultaat van gezamenlijke aangroei rond groeiende gasreuzen, of door zwervende lichamen te vangen, of anders andere processen die niet worden waargenomen in ons systeem. Barr keek ook naar moderne theorieën over de vorming van de maan in het zonnestelsel en probeerde ze toe te passen op exoles.
"Sommige theorieën, zoals divisies, kunnen in andere systemen werken," zei ze. "Binnenkort zullen we nieuwe observatoria krijgen en zullen we een aantal oude ideeën kunnen controleren."
Op dit moment vonden Kepler en de K2-missie 2.476 bevestigde planeten, met nog eens 5.216 "kandidaatplaneten". De exolun-telling is nog steeds nul, maar Barr zet zijn zoektocht voort.
