天文学者が他の星の周りの最初の惑星を発見し始めたのはそれほど前のことではありません。驚いたことに、そうする可能性はそれほど遠くないかもしれません。
遠方の惑星の衛星をどのように検出するかを探る前に、天文学者はまず自分が何を探しているのかを理解しようとする必要があります。幸いにも、この質問は、太陽系がどのように形成されるかについての急速に発展している理解と密接に関連しています。
一般に、惑星が衛星を取得するメカニズムは3つあります。最も単純なのは、それらが単一の降着円盤から単純に一緒に形成することです。もう1つは、天文学者が私たち自身の月で起こったと信じているように、巨大な衝撃が衛星から物質を形成する惑星から物質を破壊する可能性があることです。一部の推定では、そのような影響は頻繁である必要があり、惑星のような地球の12分の1もの地球がこの方法で月を形成している可能性があることを示しています。最後に、衛星は、木星と土星の衛星の多くにありそうなように、捕獲された小惑星または彗星かもしれません。
これらのケースはそれぞれ、異なる範囲の質量を生成します。捕獲された遺体は最小である可能性が高いため、近い将来検出される可能性は低いと思われます。インパクトによって生成された月は、惑星の総質量の4％でのみ体を形成できると予想されているため、同様に制限されています。最大の月は、惑星のような木星を形成する周りの円盤に形成されると考えられています。これらは検出される可能性が最も高いです。
天文学者がそのような月を検出する最初の方法は、これまで多くの太陽系外惑星を検出するために使用されてきた星のふらつきを変化させることによるものです。天文学者はすでに、1組の連星が連星にどのように影響を与えるかを研究しており、3つ目の星がその軌道を周回している可能性があります。連星が惑星と月に交換された場合、検出が最も簡単なシステムは、惑星から離れているが親の星に近い巨大な月であることがわかります。ただし、極端な場合を除いて、ペアが星に引き起こす可能性のあるぐらつきの量は非常に少ないため、星の表面の対流運動によって圧倒され、この方法による検出はほとんど不可能になります。
天文学者は、惑星が小さな日食を引き起こすトランジットによって多数の太陽系外惑星を検出し始めました。天文学者もこの方法で月の存在を検出できますか？この場合も、検出限界は月の大きさに基づいています。現在、 ケプラー 衛星は質量が地球に似ている惑星を検出することが期待されています。地球と同じサイズの超木星の惑星の周りに月が存在する場合、それらも検出する必要があります。しかし、これほど大きな月を形成することは困難です。地球の直径の40％であるガニメデの太陽系で最大の月で、現在の検出しきい値を適度に下回っていますが、将来の太陽系外惑星のミッションに到達する可能性があります。
ただし、トランジットによって引き起こされた日食を直接検出することが、トランジットを使用してエキソムーンを発見する唯一の方法ではありません。過去数年間、天文学者は天王星上の海王星の重力タグが天文学者が以前に海王星の存在を予測することを可能にしたのと同じ方法で、システム内の他の惑星の存在を推測するために、すでに発見した惑星で他の惑星のぐらつきを使用し始めました発見されました。十分に重い月は、惑星の通過が始まるときと終わるときの検出可能な変動を引き起こす可能性があります。天文学者はすでにこの手法を使用して、地球外質量3と7で、太陽系外惑星HD 209458とOGLE-TR-113bの周りの潜在的な月の質量を制限しています。
最初に発見された太陽系外惑星は、パルサーの周りで発見されました。この惑星の引っ張りは、パルサーのビートの規則的な脈動の変動を引き起こしました。パルサーは毎秒数百回から数千回打つことが多いため、惑星の存在を示す非常に敏感な指標です。パルサーPSR B1257 + 12は、地球の質量の0.04％にすぎず、多くの月の質量しきい値をはるかに下回る1つの惑星を抱えていることが知られています。そのため、月によって引き起こされるこれらのシステムの変動は、現在の技術で検出できる可能性があります。天文学者はこれを使ってPSR B1620-26を周回する惑星の周りの月を検索し、惑星の天文単位の半分（地球と太陽の間の距離または9300万マイル）内にある木星の質量の12％以上の月を除外しました。
天文学者がエキソムーンに使用できる可能性のある惑星を検出する最後の方法は、直接観測です。太陽系外惑星の直接画像化は過去数年で実現されたばかりなので、このオプションはまだ道を外れているようですが、地球惑星ファインダーコロナグラフのような将来のミッションはそれを可能性の領域に置くかもしれません。月が完全に解像されていなくても、ペアのドットの中心のオフセットは現在の機器で検出できる場合があります。
全体として、惑星系に関する知識の爆発的な増加が続く場合、天文学者は近い将来にエキソムーンを検出できるはずです。パルサー惑星のようないくつかのケースではすでに可能性が存在しますが、その希少性のために、十分に大きな月を持つ惑星を見つける統計的可能性は低くなっています。しかし、機器が改善し続け、さまざまな方法で検出しきい値が低くなるにつれて、最初のエキソムーンが見えてくるはずです。間違いなく、最初のものは大きくなります。これは、どんな種類の表面と潜在的にそれらが持つかもしれない大気の問題を要求します。次に、これは、どのような生命が存在するかもしれないかについて、より多くの疑問を引き起こします。
ソース：
太陽系外惑星の月の検出可能性–カレンMルイス
