Havaintojen rajamailla: Uusi epätodennäköinen eksokuu

14.1.2022 klo 11.50, kirjoittaja
Kategoriat: Eksoplaneetat , Havaitseminen , Synty ja kehitys

Jättiläisplaneettojen ympärillä pörrää gravitaation vääjäämättömien lakien vankina tyypillisesti monipuolinen armada kaikenlaisia sekundäärisiä planeettoja ja pienempiä kiertolaisia, joita kutsutaan tutummin kuiksi. Ainakin Aurinkokunnassa, pienemmät kappaleet ovat monin verroin suurempia todennäköisempiä, eikä ole ainuttakaan syytä olettaa, etteikö sama tilanne vallitsisi muuallakin. Vaan eksokuista ei ole edelleenkään saatu selkeää havaintoa, joka olisi hyväksytty tähtitieteilijöiden armottoman kriittisessä yhteisössä oikeaksi, varmennetuksi löydöksi. Joitakin merkkejä toisten tähtijärjestelmien planeettoja kiertävistä kuista on saatu mutta niiden oikeellisuutta ei ole saatu varmennettua tai niiden olemassaolo on kyseenalaistettu.

Uunituore kandidaatti, Kepler-1708 b I, on kyllä vaikuttava eksokuukandidaatiksi muttei muuta kokonaistilannetta miksikään. En ole sen havainnon oikeellisuuden suhteen kovinkaan toiveikas, ja pohjimmiltaan siihen on kaksi syytä. Postuloitu kuu on kooltaan 2.7 kertaa Maan kokoinen, mikä tekee siitä tyypiltään minineptunuksen ja sellaisten päätymistä jättiläisplaneetan kiertolaiseksi ei mikään planeettojen syntymalli ole kyennyt selittämään ongelmitta. Havainto on myös vain juuri ja juuri tilastollisesti merkitsevä, ja perustuu vain kahden jättiläisplaneetan ylikulun kohdalla havaittuihin anomalioihin, jotka saavat tyypillisesti symmetriset ylikulut vaikuttamaan epäsymmetrisiltä (Kuva 1.).

Kuva 1. Kepler-avaruusteleskoopin havainnot jättiläisplaneetan Kepler-1708 b ylikuluista. Tyypillisesti symmetrisissä ylikuluissa näkyy merkkejä vääristymistä, jotka on tulkittu planeettaa kiertävän kuun aiheuttamiksi. Kuva: Kipping et al.

Löydön tehneen David Kippingin johtaman ryhmän työskentelystä voi joka tapauksessa antaa vain hyvää palautetta. Tutkijat ovat analysoineet dataa eri keinoin lähes kolmen vuoden ajan, koettaen tehdä kaikkensa, jotta voisivat osoittaa kuun olemassaolosta kertovien havaintojen olevan väärin. Vasta epäonnistuttuaan kaikissa yrityksissään selittää havainnot erilaisilla tähden tai instrumentin fysikaalisilla prosesseilla tai kohinalla, tutkijat joutuivat hyväksymään tilanteen, jossa kuun olemassaolo näyttää olevan kaikkein todennäköisin selitysmalli. He raportoivat kuitenkin omankin epävarmuutensa auliisti, ja ilmaisivat selkeästi kyseessä olevan vain kandidaatti eksokuuksi, koska löytö on edelleen varmentamatta. Tarvitaan ensin toisen, riippumattoman tutkimusryhmän selvitys ja datan uudelleen analysointi, jotta varmistuu, etteivät tutkijat ole jättäneet mitään ilmeisiä selitysmalleja huomioimatta. Sen jälkeen tarvitaan riippumaton havainto. Esimerkiksi Hubble -avaruusteleskoopin avulla saattaisi voida selvittää onko kuu todella olemassa, jos sellaisia havaintoja vain on mahdollista tehdä.

Kuva 2. Taiteilijan näkemys planeetta-kuu -parista kiertämässä tähteä Kepler-1708. Kuva: H. Valenzuela Widerström.

Jos löytö on tosiaan oikea, se herättää runsaasti kysymyksiä jättiläismäisten kuiden syntyprosessista. On periaatteessa kaksi vaihtoehtoista tapaa saada lähes Neptunuksen kokoinen kuu kiertämään valtavaa kaasujättiläistä. Jos kuu on muodostunut planeetan kiertoradalle, on mahdotonta kuvitella miten kaasumainen aines muodostaisi kaksi suurta kappaletta yhden suuren jättiläisplaneetan sijaan. Ei ole olemassa planeetttojen syntymalleja, jotka kykenisivät selittämään monia kertoja Maata massiivisemman kappaleen synnyn jättiläisplaneetan kiertoradalle. Planeetan ympärille sen syntyvaiheissa muodostuvassa kertymäkiekossa ei missään tapauksessa riitä alkuunkaan materiaa niin suuren kuun muodostumiseen. Toinen vaintoehto on kaasumaisen naapuriplaneetan kaappaaminen kuuksi myöhemmässä vaiheessa. Sekin vaikuttaa epätodennäköiseltä, vaikka tapahtuma voikin olla mahdollista perustuen simulaatioihin.

On kuitenkin selvää, että kuiden havaitsemisen ollessa erittäin hankalaa, ensimmäiset löydöt ovat vääjäämättä kohteita, jotka ovat poikkeuksellisen suurikokoisia ja siten erikoisia. Syy on yksinkertaisesti siinä, että vajavaiset havaintolaitteemme ovat sitä herkempiä mitä suuremmista kappaleista on kyse. Enkäpä olemme siis jo nähneet varjoja ensimmäisistä eksokuista ja puutteellinen ymmärryksemme niiden monimuotoisuudesta maailmankaikkeudessa estää meitä pitämästä löytöjä kovinkaan varmoina. Se on kuitenkin vain hyväksyttävä, koska valtavan kiinnostavat tieteelliset tulokset vaativat aina taustalleen valtavan vankkaa todistusaineistoa.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *