Eine künstlerische Darstellung des Exoplaneten Kepler-1625b mit seinem hypothetischen Mond, von dem angenommen wird, dass er etwa die Größe von Neptun hat.
(Bild: © Dan Durda)
Der erste ernsthafte Exomoon-Kandidat ist wahrscheinlich der eroberte Kern eines Baby-Riesenplaneten, wenn die exotische Welt tatsächlich existiert, so eine neue Studie.
Im Oktober 2018 gaben die Astronomen der Columbia University, Alex Teachey und David Kipping, bekannt, dass sie Beweise für eine Welt in Neptungröße um Kepler-1625b, ein riesiger außerirdischer Planet, der etwa 8.000 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.
Dies war eine große Neuigkeit: Wenn dies bestätigt würde, wäre die neu entdeckte Welt, bekannt als Kepler-1625b-i, der erste Mond, der jemals außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt wurde. Die Bestätigung hat sich jedoch als schwierig erwiesen.
Teachey und Kipping betonten zu der Zeit, dass die Erkennung anhand von Beobachtungen der Kepler- und Hubble-Weltraumteleskope der NASA vorläufig sei. Ein anderes Forschungsteam hat seitdem gegen die Existenz von Kepler-1625b-i argumentiert, und ein anderes hat betont, dass die Daten zu diesem Zeitpunkt nicht schlüssig sind. Also, ein Jahr später, Kepler-1625b-i bleibt ein Kandidat eher als eine echte Welt.
Dieser Status hat andere Wissenschaftler nicht davon abgehalten, das Potenzial zu verstehen Exomoon kam jedoch zu sein. In der Tat befasste sich eine neue Studie mit dieser Frage und lieferte eine faszinierende Antwort.
Trübe Ursprünge
Astronomen glauben, Kepler-1625b-i sei etwa zehnmal so massereich wie die Erde, und das Objekt scheint seinen Jupiter-ähnlichen Mutterplaneten in einer durchschnittlichen Entfernung von 3 Millionen Kilometern zu umkreisen.
Kepler-1625b-i hat daher wahrscheinlich "eine Masse und einen Drehimpuls, die weit über allem liegen, was auf den Satelliten der Planeten des Sonnensystems zu sehen ist", schrieb Bradley Hansen vom Mani L. Bhaumik-Institut für Theoretische Physik der UCLA in der neuen Studie. die heute (2. Oktober) online in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Fortschritte in der Wissenschaft.
"Die Parameter von Kepler-1625b-i sind vergleichbar mit denen von Planeten, die kürzlich entdeckt wurden und in der Nähe von Sternen mit geringer Masse umkreisen", schrieb Hansen. "Es ist daher nicht offensichtlich, dass sich Kepler-1625b-i auf ähnliche Weise wie die Monde des Sonnensystems gebildet hat."
Jupiters große MondeZum Beispiel wahrscheinlich aus einer Materialscheibe verschmolzen, die vor langer Zeit den neugeborenen Planeten umkreiste. Modellierungsarbeiten deuten jedoch darauf hin, dass Kepler-1625b-i zu groß ist, um sich auf diese Weise gebildet zu haben, sagte Hansen.
Es ist möglich, dass der Exomoon-Kandidat ein ehemaliger Planet ist, der von Kepler-1625b, der doppelt so massiv ist wie die Schwerkraft, eingefangen wurde Jupiter. Aber das scheint auch nicht zu funktionieren; "Alle Szenarien, die Kepler-1625b-i nach der Bildung des Wirtsplaneten zusammenbauen oder einfangen, leiden unter dem Problem, dass sie Monde produzieren, die entweder zu klein oder zu nah sind", schrieb Hansen.
Seine neue Modellierungsarbeit legt stattdessen nahe, dass die Erfassung wesentlich früher erfolgte, kurz nachdem beide Körper geboren wurden. Die beiden wachsenden Objekte besetzten wahrscheinlich dieselbe Umlaufbahn - ein Raumstück um eine astronomische Einheit (AU) vom Wirtsstern entfernt. (Eine AU ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne - ungefähr 93 Millionen Meilen oder 150 Millionen km.)
In diesem Szenario verschlang der Planetenkern, aus dem Kepler-1625b wurde, mehr Gas als sein Nachbar und festigte für immer seine Dominanz in der Beziehung.
"Die Art und Weise, wie die Gasakkretion funktioniert, ist eine sehr starke Funktion der Masse", sagte Hansen gegenüber Space.com.
"Wenn Sie ein bisschen weiterkommen, beginnen Sie viel schneller zu wachsen, und so ist es im Wesentlichen eine Situation, in der alle Gewinner berücksichtigt werden", fügte er hinzu. "Einer von ihnen hat das gesamte Gas in der Nähe aufgefangen und wurde zum Gasriesen. Derjenige, der ein wenig nachlief, blieb in dieser Kernphase stecken und wurde wegen der erhöhten Schwerkraft [seines Nachbarn] heruntergezogen, um der zu werden Satellit."
Selbst in diesem verkümmerten Zustand hätte Kepler-1625b-i wahrscheinlich immer noch so viel Gas angesammelt, dass es kein gutes Analog für den Erdplaneten ist, sagte Hansen. Obwohl sich der potenzielle Exomoon in der bewohnbaren Zone seines Wirtssterns befindet - dem Entfernungsbereich, in dem flüssiges Wasser auf der Oberfläche einer Welt existieren könnte -, ist Kepler-1625b-i wahrscheinlich kein großartiger Kandidat für ein erdähnliches Leben.
Ein häufiges Ereignis?
Elemente dieses Szenarios könnten sich in unserem eigenen Hals des kosmischen Waldes abgespielt haben, sagte Hansen.
Zum Beispiel ist es möglich, dass Neptun und Uranus sind Gasriesen-Protocores, die im Reich von Jupiter und Saturn geboren wurden. Diese beiden letzteren Welten hatten einen Vorsprung vor Gasfressern, so die Idee, und anstatt Neptun und Uranus durch Gravitation einzufangen, startete das Duo nach außen in Richtung ihrer gegenwärtigen Orte.
In der Tat könnte dieser Prozess dazu beitragen, die Fülle der Neptunmassenwelten in der Milchstraße zu erklären, die die von traditionellen Planetenbildungsmodellen vorhergesagten zu übertreffen scheint, sagte Hansen.
"Wenn wir die Tatsache berücksichtigen, dass mehrere Kerne an ungefähr denselben Orten interagieren, kann es sein, dass nicht jeder ein riesiger Planet wird", sagte er. "Es kann dieses Rennen gegen die Zeit sein."
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