రెండు నివాసయోగ్య మండల గ్రహాల చుట్టూ చంద్రుడిని JWST వెతికింది, కానీ తార శబ్దం అడ్డుకట్ట వేసింది

ఆశాజనకమైన exomoon శోధన ఒక పరిచిత ఖగోళ సమస్యను ఎదుర్కొంది

సిద్ధాంతంగా, James Webb Space Telescope భూమి తరహా చంద్రుడిని గుర్తించేందుకు ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు సహాయపడేంత సున్నితంగా ఉంది. కానీ సమీపంలోని TOI-700 వ్యవస్థపై చేసిన పరిశీలనలను వివరించే కొత్త preprint, ఆ ఆశను తారే అడ్డుకోవచ్చని చూపిస్తోంది.

MIT, Harvard, మరియు University of Chicago పరిశోధకులు, భూమికి సుమారు 100 light-years దూరంలో ఉన్న M-dwarf star TOI-700 యొక్క habitable zone‌లో ఉన్న రెండు Earth-sized గ్రహాలను JWST‌తో ట్రాక్ చేశారు. లక్ష్య గ్రహాలు TOI-700 d మరియు TOI-700 e, వాటి లక్షణాలు మరియు కక్ష్యల కారణంగా స్థిరమైన moons‌ను కలిగి ఉండడానికి ప్రత్యేకంగా బలమైన అభ్యర్థులుగా పరిగణించబడ్డాయి. కానీ స్పష్టమైన exomoon సంకేతం కనుగొనడం బదులు, తార ఉపరితల ప్రవర్తన నుంచి వచ్చే noise వారు చూడాలని ఆశించిన సున్నితమైన transit signature‌ను సమర్థవంతంగా కప్పిపుచ్చిందని బృందం గుర్తించింది.

ఈ ఫలితం ఒక detection కాదు, కానీ ప్రస్తుత tools‌తో exomoon hunting‌కు ఉన్న వాస్తవ పరిమితులపై ఒక ముఖ్యమైన కొలత. JWST గ్రహాల స్వంత కీలక కొలతలను మెరుగుపరిచింది, అయితే host star variability moon చిన్న సంకేతాన్ని దాచేందుకు సరిపడా బలంగా ఉంది.

లక్ష్యం: habitable zoneలోని రెండు Earth-sized గ్రహాలు

TOI-700 ఇప్పటికే దృష్టిని ఆకర్షించింది, ఎందుకంటే ఇందులో అనేక known planets ఉన్నాయి, వాటిలో తార habitable zone‌లోని రెండు Earth-sized ప్రపంచాలు కూడా ఉన్నాయి. కొత్త పనిలో పరిశోధకులు రెండింటికీ మెరుగైన కొలతలను నివేదించారు. వారు గ్రహాల orbital estimates‌ను ఒక order of magnitude వరకు మెరుగుపరిచారు, అలాగే radius measurements‌ను రెండు నుంచి మూడు రెట్లు మెరుగుపరిచారు.

TOI-700 d కోసం, paper భూమి radius‌కు 1.145 రెట్లు అని తెలిపింది. TOI-700 e కోసం, radius భూమి radius‌కు 0.919 రెట్లు. ఇవి సహజంగానే long-term stability, climate, మరియు ఒక moon భూమి చరిత్రతో సడలించిన పోలికలో planetary evolution‌ను ప్రభావితం చేయగలదా అనే ఊహాగానాలను ఆహ్వానించే గ్రహాలు.

ఈ ప్రేరణ కేవలం sentimental astronomy కాదు. భూమి moon ఈ గ్రహానికి profound consequences కలిగించి ఉండొచ్చని భావిస్తారు, అందులో axial tilt‌ను స్థిరపరచడం మరియు climatic swings‌ను నియంత్రించడం ఉన్నాయి. ఒక moon tides, rotation, మరియు ఒక ప్రపంచపు విస్తృత environmental history‌ను మార్చగలదు. కాబట్టి మరెక్కడైనా Earth-moon analogue కనుగొనడం కేవలం ఆసక్తికరమైన విషయం కాదు. అది potential life-friendly systems అన్వేషణలో మరో కొలతను తెరుస్తుంది.

JWST కు raw sensitivity ఉంది, కానీ తార అడ్డువచ్చింది

preprint ప్రకారం, సరైన పరిస్థితుల్లో JWST Earth-like moon సంకేతాన్ని గుర్తించగలదు. ఈ వ్యవస్థలో Luna analogue‌ను గుర్తించడానికి starlight‌లో సుమారు 20 parts per million dip కొలవాల్సి ఉంటుందని బృందం అంచనా వేసింది. ఇది telescope సామర్థ్యాల్లోనే ఉంది.

అడ్డంకి instrument బలహీనత కాదు. అది star నుంచి వచ్చిన astrophysical contamination. బృందం dataను విశ్లేషించినప్పుడు, stellar granulation కారణంగా repeating red-noise pattern‌ను గుర్తించింది, అంటే తార ఉపరితలంపై plasma bubbling and boiling. TOI-700లో ఈ సంకేతం సుమారు ప్రతి 16 నిమిషాలకు oscillate అవుతోంది, దాని amplitude సుమారు 46 parts per million.

అర్థం ఏమిటంటే, stellar noise exomoon-sized సంకేతాన్ని కప్పివేయడానికి మించినంత పెద్దది. practically, JWST అత్యంత స్వల్ప brightness changes‌ను కొలవగలిగింది, కానీ moon search శుభ్రంగా విజయవంతం కావడానికి star itself తప్పు scale మరియు cadenceలో మారుతోంది.

precision astronomyలో పరిమితి చాలాసార్లు telescope మాత్రమే కాదని గుర్తు చేసే ఉపయోగకరమైన reminder ఇది. hardware బాగా పని చేసినా, sky ఇంకా గందరగోళంగా ఉండవచ్చు.

పరిశోధకులు ఇంకా ఏమి తేల్చగలిగారు

ఈ observations ఏ గ్రహం చుట్టూ moon ఉందని సాక్ష్యం ఇవ్వకపోయినా, study parameter space‌ను సంకుచితం చేసింది. team, ఈ sensitivity స్థాయి మరియు observed noise conditions‌లో, వారి data certain orbits‌లో Ganymede కంటే పెద్ద moons‌ను మాత్రమే గుర్తించగలదని తేల్చింది. అంటే Earth moon‌కు మరింత దగ్గరైన చిన్న moons కనిపించకుండా మిగిలే అవకాశం చాలానే ఉంది.

మరో మాటలో, non-detection అంటే TOI-700 d మరియు e చుట్టూ moons లేవని నిరూపించదు. ఈ dataset‌లో అవి star యొక్క intrinsic variabilityని దాటేంత స్వచ్ఛమైన సంకేతాన్ని ఉత్పత్తి చేయలేకపోయాయనేదే అది చూపిస్తోంది. ఇది ముఖ్యమైన తేడా, ఎందుకంటే null results కూడా future observing strategyను ఆకారం ఇవ్వగలవు.

ఈ పని TOI-700 వ్యవస్థ యొక్క scientific valueను కూడా పెంచింది. మెరుగైన orbital మరియు size measurements గ్రహాల మోడళ్లు, వాటి transits, మరియు మరింత ఉపయోగకరమైన follow-up observations ఏవో నిర్ణయించడంలో సహాయపడతాయి. exomoon discovery లేకపోయినా, ఈ campaign అధ్యయనానికి లభ్యమైన ఆసక్తికర nearby multi-planet systems‌లో ఒకదానిపై అవగాహనను బలపరిచింది.

పెద్ద exomoon అన్వేషణకు ఇది ఎందుకు ముఖ్యం

Exomoons అరుదుగా ఉండటానికి astronomers వాటిపై ఆసక్తి లేకపోవడం కాదు, సంకేతాలు అత్యంత సూక్ష్మంగా ఉండటమే కారణం. ఒక planet‌ను గుర్తించడమే కష్టం. ఆ planet చుట్టూ moon‌ను గుర్తించడానికి సమయం, brightness, మరియు system geometryని మరింత సున్నితంగా చదవాలి. TOI-700 ఫలితం, కాగితంపై అనుకూలంగా కనిపించే systems‌లో కూడా stars themselves uncertaintyకి నిర్ణయాత్మక మూలంగా మారగలవని చూపిస్తుంది.

భవిష్యత్ targets‌ను నిర్ణయించే సమయంలో ఈ పాఠం కీలకం అవుతుంది. సమీప stars, habitable-zone గ్రహాలు, మరియు JWST-స్థాయి sensitivity అన్నీ విలువైనవే. కానీ exomoon search ఎక్కడ విజయవంతం అయ్యే అవకాశం ఎక్కువో నిర్ణయించేటప్పుడు stellar behavior‌ను మరింత బరువు పెట్టాల్సి రావచ్చు.

అందువల్ల ఈ అధ్యయనం నిరాశతో పాటు ఒక technical advance కూడా. ఇది planet characterization కోసం JWST ఏమి చేయగలదో, అలాగే ఏ రకమైన stellar noise discovery తదుపరి స్థాయిని ఇంకా అడ్డుకోవచ్చో చూపిస్తుంది. ఇప్పటికైతే, Earth-moon twin కోసం శోధన కొనసాగుతోంది. TOI-700 ఇప్పటికీ ఆకర్షణీయంగానే ఉంది, కానీ అక్కడ ఏ moon ఉన్నా దాన్ని బయటపెట్టడం సులభం కాదని తార స్పష్టం చేసింది.

ఈ వ్యాసం Universe Today నివేదికపై ఆధారపడింది. అసలు వ్యాసం చదవండి.