Μπορούμε να ανακαλύψουμε εξω-φεγγάρια;

Πριν δούμε το θέμα αναλυτικότερα, ας ξεκινήσουμε εξηγώντας τι είναι τα εξω-φεγγάρια. Πρόκειται για δορυφόρους εξω-πλανητών, δηλαδή πλανητών που δεν περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο, αλλά γύρω από άστρα εκτός του ηλιακού μας συστήματος. Μέχρι σήμερα, έχουν εντοπιστεί πάνω από 4.000 εξωπλανήτες, αλλά κανένα φεγγάρι δεν έχει βρεθεί σε τροχιά γύρω από αυτούς. Παρόλα αυτά, θεωρείται πως υπάρχουν και σε άλλα ηλιακά συστήματα, αφού στο δικό μας ήδη γνωρίζουμε πάνω από 200 δορυφόρους πλανητών! 

Οι δορυφόροι που περιστρέφονται γύρω από τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, όπως ο Δίας και ο Κρόνος παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλομορφία: Ξεκινώντας από τα ηφαίστεια της Ιούς και τις λίμνες μεθανίου του Τιτάνα, μέχρι τους παγωμένους δορυφόρους  του Δία και του Κρόνου, τα φεγγάρια του ηλιακού συστήματος έχουν κεντρίσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας. Ένας από τους βασικότερους λόγους είναι η πιθανότητα ύπαρξης ζωής σε κάποια από αυτά. Μάλιστα, τα παγωμένα φεγγάρια του Δία είναι ένας από τους επόμενους στόχους εξερεύνησης της ESA με την αποστολή της JUICE (JUpiter ICy moon Explorer -προγραμματισμένη εκτόξευση το 2022) και της NASA με το Europa Clipper (εκτόξευση το 2024).

Ειδικότερα, η Ευρώπη και ο Γανυμήδης του Δία και ο Εγκέλαδος του Κρόνου αποτελούν βασικά αντικείμενα μελέτης του κλάδου της Αστροβιολογίας*, λόγω των ωκεανών που φαίνεται να υπάρχουν κάτω από την παγωμένη επιφάνειά τους. Το νερό σε υγρή μορφή μαζί με την ασπίδα προστασίας που παρέχει ο πάγος, σε συνδυασμό με μια πηγή ενέργειας αποτελούν κάποιες από τις βασικές προϋποθέσεις για την εμφάνιση ζωής, σύμφωνα με την Αστροβιολογία. Στην προκειμένη περίπτωση των δορυφόρων, η πηγή ενέργειας μπορεί να προέρχεται από τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις πλανήτη-φεγγαριού (tidal forces), οι οποίες θερμαίνουν το εσωτερικό του δεύτερου. 

O ερευνητικός κλάδος των εξωπλανητών αρχίζει να στρέφεται προς την αναζήτηση εξωδορυφόρων, με σκοπό να απαντηθούν ερωτήματα όπως το πώς μοιάζουν τα άλλα ηλιακά συστήματα, αν είναι παρόμοια με το δικό μας και να προκύψουν συμπεράσματα σχετικά με τον ίδιο τον εξωπλανήτη και τον σχηματισμό του. Μέχρι σήμερα έχουν προταθεί διάφοροι τρόποι ανίχνευσης με κυριότερο από αυτούς την αναζήτηση μοτίβων στα σήματα που λαμβάνουμε, τα οποία να “προδίδουν” τη βαρυτική αλληλεπίδραση του εξωπλανήτη με κάποιο/α άλλο/α σώμα/τα. Για παράδειγμα, αν ένας εξωπλανήτης έχει δορυφόρο, θα βλέπουμε ότι περνάει μπροστά από το άστρο του σε διαφορετική χρονική στιγμή κάθε φορά, μιας και η βαρυτικη δύναμη από το δορυφόρο, θα προκαλεί μια ελαφρά παρέκκλιση στην τροχια του εξωπλανήτη. 

Γιατί όμως δεν έχει βρεθεί κανένα εξωφεγγάρι μέχρι και σήμερα; Αυτό οφείλεται στα ίδια τα επιστημονικά όργανα που χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό τους και τις δυνατότητες που παρέχουν. Πράγματι για τον εντοπισμό των ίδιων των εξωπλανητών τα όργανα μέτρησης θα πρέπει να είναι τόσο ευαίσθητα ώστε να ανιχνεύουν μείωση της φωτεινότητας του μητρικού άστρου της τάξεως του 0.01% (για τον εντοπισμό ενός πλανήτη στο μέγεθος της Γης γύρω από ένα άστρο στο μέγεθος του Ήλιου). Ένας άλλος λόγος για την φαινομενική απουσία εξωφεγγαριών ενδεχομένως να είναι οι ίδιες οι μέθοδοι που χρησιμοποιούμε για την ανίχνευση εξωπλανητών, οι οποίες είναι πιο ευαίσθητες στο να βρίσκουν πλανήτες σε τροχιά πολύ κοντά στο μητρικό τους άστρο. Το τελευταίο αποτελεί μειονέκτημα για την αναζήτηση των δορυφόρων τους, αφού όσο πιο κοντά βρίσκεται ένας πλανήτης στο άστρο, τόσο πιο δύσκολο είναι να συντηρήσει δορυφόρους. Και αυτό διότι οι βαρυτική δύναμη που ασκεί το άστρο στον δορυφόρο είναι μεγαλύτερη οδηγώντας στην απομάκρυνση του από το σύστημα. 

Τον Ιούλιο 2021, μία επιστημονική ομάδα δημοσίευσε μια φωτογραφία δίσκου -την πρώτη του είδους της- από τον οποίο πιστεύεται ότι σχηματίζονται οι εξωδορυφόροι! Σήμερα, αναμένουμε την εκτόξευση του τηλεσκοπίου-ορόσημο για την Αστροφυσική, James Webb Space Telescope (JWST), το οποίο ελπίζουμε ότι θα συμβάλλει στον εντοπισμό του πρώτου εξωφεγγαριού.

* Επιστημονικός κλάδος που μελετά την ύπαρξη ζωής και τις συνθήκες για την δημιουργία της στο διάστημα