Tytan, Europa, Io, czy Fobos to tylko niektórzy przedstawiciele księżycowej plejady Układu Słonecznego. Pozostaje jednak pytanie, czy gdzieś daleko, inne księżyce obiegają pozasłoneczne planety? Do dzisiaj jeszcze żaden nie został zaobserwowany. Jednak naukowcy NASA znaleźli przesłanki świadczące o ich istnieniu. To niezwykłe odkrycie zostało dokonane dzięki ułożeniu ciał niebieskich, które już się nie powtórzy. Z tego powodu obserwacja nie będzie mogła zostać potwierdzona. Główny autor pracy poświęconej tym obserwacjom, David Bennett, twierdzi, że mimo to można się spodziewać wielu podobnych okazji i wyników.

Artykuł napisał Grzegorz Sochacki.

Międzynarodowe badania prowadzone są przez programy Japan-New Zealand-American Microlensing Observations in Astrophysics (MOA) oraz Probing Lensing Anomalies NETwork (PLANET). Obserwacje prowadzone są przez teleskopy w Tasmanii i Nowej Zelandii metodą mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Wykorzystuje ona odpowiednie ułożenia gwiazd. W chwili, gdy pomiędzy nami a odległą gwiazdą znajdzie się masywne ciało niebieskie (np. inna gwiazda), działa ono jak soczewka skupiająca. Dzięki temu światło pochodzące od odległego obiektu ulega skupieniu. Zazwyczaj takie zjawisko trwa około miesiąca. Jeśli bliższa gwiazda, nazywana także soczewką, posiada orbitującą wokół niej planetę, to działa ona jak kolejna soczewka, rozjaśniając lub przyciemniając odległy obiekt. Dokładna analiza tych zdarzeń pozwala określić stosunek masy gwiazdy do masy orbitującej planety.

W pewnych szczególnych przypadkach obiektem soczewkującym może być swobodnie dryfująca planeta. Wtedy można znaleźć stosunek jej masy do masy obiektu, który ją okrąża, czyli księżyca. Mimo to astronomowie poszukujący egzoksiężyców korzystając z danych np. teleskopu Keplera nic nie znaleźli. W opisywanym badaniu ten stosunek wynosił 2000:1. Nie jest pewna natura obiektu soczewkującego i nie ma sposobu aby ją określić. Mogła więc to być planeta masywniejsza od Jowisza z księżycem lżejszym od Ziemi, albo mała, niezbyt jasna gwiazda okrążana przez planetę o masie około 18 Ziem.

Gdyby okazało się, że jest to planeta z księżycem, oznaczałoby to odkrycie nowego rodzaju układów ciał we Wszechświecie. Jednak Wes Traub, szef projektu zajmującego się badaniem egzoplanet z ramienia NASA, który nie brał udziału w opisywanym badaniu, studzi napięcie. Argumentuje on, że scenariusz zakładający, że była to gwiazda, jest o wiele bardziej prawdopodobny niż że odkryto egzoksiężyc.

Jedynym pomysłem na rozstrzygnięcie tego dylematu jest ustalenie odległości do tego duetu. Wiadomo bowiem, że takie samo pojaśnienie może być powodowane przez mniej masywne obiekty znajdujące się blisko obserwatora, lub też masywniejsze, ale znajdujące się w większej odległości. Niestety takie pomiary są trudne do wykonania już po zakończeniu zdarzenia powodującego soczewkowanie. Z tej przyczyny prawdziwa natura systemu MOA-2011-BLG-262 pozostanie nieznana.

W przyszłości będzie możliwe mierzenie tych odległości w czasie soczewkowania, przy pomocy teleskopów Spitzera i Keplera. Mogą one posłużyć jako punkt odniesienia w metodzie paralaksy. Idea paralaksy może zostać przedstawiona poprzez wystawienie poprzez siebie palca wskazującego i zamykanie na przemian jednego i drugiego oka. Zauważymy wtedy, że palec przeskakuje na tle dalszych obiektów, a wielkość tego przeskoku zależy od odległości palca od oka. Aby zastosować tę technikę w soczewkowaniu grawitacyjnym najlepiej użyć jednego teleskopu na Ziemi i jednego w przestrzeni międzyplanetarnej, jednak jest to możliwe także przy użyciu dwóch teleskopów znajdujących się na Ziemi.

Obecnie, m. in. przez polski projekt OGLE, metodą mikrosoczewkowania odkrywanych jest wiele egzoplanet, zarówno orbitujących wokół gwiazd, jak i tych swobodnie dryfujących przez kosmos. Kandydatem do odkrycia egzoksiężyca będzie właśnie taka samotna planeta. Powstaje ona poprzez wyrzucenie z układu planetarnego podczas jego formowania, czasem wraz z jej satelitą.

Autor

Grzegorz Sochacki