Jesmo li zaista pronašli egzomjesece?

Imaju li egzoplaneti egzmjesece? Bilo bi neobično da ih nemaju, ali kao i u svemu, ne znamo dok ne saznamo. Astronomi su mislili da su možda pronašli egzomjesece prije nekoliko godina oko dva egzoplaneta: Kepler-1625b i Kepler-1708b. Ali, jesu li zasta ih pronašli? Odgovor nije jednostavan. O ovome smo nedavno pisali na Kozmosu.

Godine 2017., istraživači su pronašli navodne dokaze o mjesecima koje kruže oko egzoplaneta Kepler-1625b i Kepler-1708b. To je bio uzbudljiv rezultat, iako su istraživači upozorili da njihovi nalazi nisu konačni. Nadali su se da će Hubble moći potvrditi egzomjesece. “Na kraju, izvještavamo o dokazima za kandidata egzomjeseca Kepler-1625b I, koji ćemo ukratko opisati prije zakazanih promatranja cilja teleskopom Hubble,” napisali su autori tada.

Nedavno su Rene Heller i Michael Hippke napisali u novoj studiji u Nature Astronomy da podaci na kojima se Teachey i suradnici oslanjaju ne podupiru egzomjesece. “Vjerojatnost da mjesec orbitira oko Kepler-1708b je značajno niža nego što je prethodno izviješteno,” rekao je suautor istraživanja Michael Hippke iz Sonneberg Opservatorija. “Podaci ne sugeriraju postojanje egzomjeseca oko Kepler-1708b,” dodao je. Heller i Hippke su isto rekli o Kepler-1625b.

Kako prenosi Universe Today, sada se grupa istraživača, uključujući dvojicu autora izvornog istraživanja iz 2017. godine koje je pokazalo dokaze o egzomjesecima, David Kipping i Alex Teachey, odazvala na Heller i Hippkea.

Odbačeno previše podataka?

“Nedavno su Heller & Hippke tvrdili da su kandidati egzomjeseci Kepler-1625 b-I i Kepler-1708 b-I navodno ‘opovrgnuti’,” pišu Kipping i Teachey. Tvrdili su da su Heller i Hippke odbacili previše korisnih podataka, eliminirajući signal koji podržava egzomjesec u svjetlosnim krivuljama za Kepler-1625 b-I koje je Hubble detektirao. Njihov odgovor je  objavljen u Matters Arising , a isti se razmatra za objacu u časopisu Nature Astronomy i trenutno je dostupan na otvorenom serveru arXiv.

Detekcija egzomjeseca je izuzetno teška. Jedini dokazi su u svjetlosnim krivuljama. Dva egzoplaneta u pitanju, Kepler-1625 b i Kepler-1708b, udaljeni su 8,200 i 5,500 svjetlosnih godina, respektivno. Iako često govorimo o galaksijama koje su nekoliko milijardi svjetlosnih godina udaljene, ova dva planeta su na ekstremnoj udaljenosti. Lako je zaboraviti koliko je teško ih promatrati.

Kepler je pronašao par egzoplaneta u ovom radu metodom tranzita. Metoda tranzita mjeri pad u svjetlosti uzrokovan prolaskom planeta ispred svoje zvijezde. Tranzit proizvodi svjetlosnu krivulju, koju astronomi analiziraju za prisutnost planeta. Egzomjesec oko planeta detektiranog metodom tranzita proizvodi vlastiti pad u svjetlosti, takozvani pod-tranzit ako hoćete.

Što govore svjetlosne krivulje

Ali ove svjetlosne krivulje ne iskaču iz podataka samo tako. Potrebna je detaljna analiza da bi ih se pronašlo. Svjetlosne krivulje egzomjeseca su puno slabije od svjetlosnih krivulja egzoplaneta. Budući da su tako slabe, šum u signalu može ih zamaskirati ili čak predstaviti lažne signale. Samo strukturirana analiza može otkriti ove slabe svjetlosne krivulje egzomjeseca, a postoji više načina za analizu ovakvih podataka. Različiti istraživači koriste različite metode, modele i algoritme za analizu podataka, a ponekad čak isključuju podatke koje drugi istraživači zadržavaju. To nije jednostavno.

U ovom slučaju, Kipping i Teachey tvrde da su Heller i Hippke napravili pogreške u svojoj analizi te su isključili ključne informacije. “Pokazujemo da njihova svjetlosna krivulja sadrži ~20% veću buku i odbacuje 11% korisnih podataka, što kompromitira njezinu sposobnost da otkrije suptilan signal Kepler-1625 b-I,” pišu Kipping i Teachey.

Pogrešno rukovanje s podacima?

Slično se dogodilo i s Kepler-1708 b-I. Kipping i Teachey pišu da su Heller i Hippke pogrešno rukovali nekim podacima, posebno izborima koje su napravili prilikom “uklanjanja trenda – ili detrendiranja (detrending, na Engleskom). Detrending se odnosi na uklanjanje trenda u podacima kako bi ciklički i drugi obrasci postali vidljivi. Analizom i uklanjanjem trenda, Heller i Hippke ukazali su na nepostojanje egzomjeseca oko Kepler-1708 b-I. No, kada su Kipping i Teachey analizirali rad Heller i Hippkea, rekli su da su mogli “… oporaviti izvorni signal mjeseca, s još većom sigurnošću nego prije.” Kipping i Teachey su vrlo jasni oko jedne stvari: “Započinjemo prvo jasno izjavljujući: oba kandidata za egzomjesec možda nisu stvarna. Naš izvorni i daljnji zahtjev je skroman: ovi objekti su kandidati za koje podaci pokazuju značajne, ali ne potpuno uvjerljive dokaze u korist egzomjeseca.”

Je li analiza zaista pogrešna?

Kipping i Teachey tvrde da je analiza Heller i Hippkea pogrešna. Za Kepler-1708 b-I, svjetlosna krivulja i dalje pokazuje potencijalni egzomjesec, prikazan na svim donjim panelima kao isprekidana linija.

U svojem radu iz 2023. godine koji opovrgava objašnjenje egzomjeseca, Heller i Hippke napisali su da “Predloženi signal tranzita egzomjeseca nije različit od drugih izvora varijacija u svjetlosnoj krivulji, koje su vjerojatno stelarnog ili sistemskog podrijetla.” Međutim, rad Kipping i Teacheya pokazuje da je krivulja i dalje prisutna u podacima.

Kipping i Teachey također osporavaju analizu Heller i Hippkea o Kepler-1625 b-I. Kipping i Teachey ponovno tvrde da su drugi istraživači napravili greške u svojoj analizi. Za jedno, Heller i Hippke su uklonili prvu ekspoziciju u svakoj orbiti. To znači da postoji 11% manje vrijednih podataka. Kipping i Teachey objašnjavaju da uklanjanje toliko podataka radi protiv detektiranja tako slabog signala egzomjeseca.

Nedostatak važnih podataka

Kipping i Teachey također ističu da Heller i Hippke nisu pružili važne podatke kada su ih zatražili, čak ni putem e-mail korespondencije. To bi moglo biti upozorenje, ili bi moglo imati jednostavno objašnjenje. Međutim, nedostatak dijeljenja važnih podataka s drugim istraživačima nije dobar znak. “Autori također ne pružaju opis svoje obrade Hubble podataka, što je zabrinjavajuće izostavljanje s obzirom na brojne izbore potrebne za tumačenje instrumenta s tako snažnim sistematskim karakteristikama,” pišu Kipping i Teachey.

Kipping i Teachey su pretpostavili, u svrhu ovog rada, da su Heller i Hippke koristili redukciju podataka koju su koristili u ranije objavljenim radovima. Rezultati? K & T su i dalje pronašli signale koji ukazuju na mogući egzomjesec.

“Heller & Hippke zaključili su da su kandidati egzomjeseci Kepler-1625 b-I i Kepler-1708 b-I malo vjerojatni, ali mi smo pokazali da su njihovi argumenti temeljno pogrešni, proizašli iz brojnih odluka i tumačenja koja ne podnose kritičku analizu,” pišu Kipping i Teachey. Ako ne dođe do daljnjeg odgovora od Heller i Hippkea, posljednje riječi idu Kippingu i Teacheyu. “Zaključujemo da oba kandidata ostaju održiva, ali svakako zahtijevaju daljnja promatranja.”

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr