Nu cu mult timp în urmă, astronomii au început să descopere primele planete ce orbitează alte stele. Dar pe măsură ce câmpul studiului exoplanetar a explodat, astronomii au început să privească în viitor, către posibilitatea detectării lunilor din jurul acestor planete. Surprinzător, potențialul unei asemenea întreprinderi este destul de mare.
Înaintea de a vedea cum pot fi detectați sateliții planetelor distante, astronomii trebuie să își facă o idee clară asupra a ceea ce caută/ Din fericire, această întrebare este strâns legată de rapiditatea cu care este înțeleasă formarea sistemului nostru solar.
În general, sunt trei mecanisme prin care planetele pot obține sateliți. Cel mai simplu mecanism presupune formarea împreună dintr-un singur disc de agregare. O altă formă ar fi un impact masiv care ar expulza material de pe o planetă, care se formează apoi ca satelit, așa cum astronomii consideră că s-a format Luna. Unele estimări au indicat că acest timp de impact este chiar frecvent și poate fi valabil în 1 din 12 cazuri de planete asemănătoare Terrei, care astfel și-au format sateliți. Un al treilea mecanism este cel al capturii unui asteroid sau a unei comete, așa cum s-a produs cel mai degrabă în cazul multora dintre sateliții lui Jupiter și Saturn.
Fiecare dintre aceste cazuri produce o gamă diferită de mase. Corpurile capturate sunt, probabil, mai mici și de aceea improbabil că vor fi detectate în viitorul apropiat. Lunile generate de impact sunt de așteptat să reprezinte cam 4% din masa totală a planetei sau pe aproape și, de aceea, de asemenea greu de detectat. Cele mai mari luni sunt considerate a se forma în discuri în jurul planetelor de tip Jupiter. Acestea sunt cu siguranță mai ușor de detectat.
Prima metodă prin care astronomii ar putea detecta asemenea luni este prin modificările de traiectorie raportat la steaua parentală, metodă prin care au fost detectate multe planete extrasolare până în prezent. Astronomii au studiat deja modul în care o pereche de stele binare ar putea afecta o a treia stea care s-ar putea afla în orbita celor două. Dacă steaua binară este înlocuită de o planetă și o lună, acest sistem pare să fie cel mai simplu pentru detectarea lunilor masive care se află la distanță mare față de planetă, dar sunt apropiate de steaua părinte. Totuși, cu excepția cazurilor extreme, măsura clătinării pe care perechea ar putea-o induce în stea este atât de mică, încât ar putea fi copleșită de mișcarea convectivă a suprafeței stelare, făcând aproape imposibilă detecția prin această metodă.
Astronomii au început să detecteze un număr mare de exoplanete prin tranzitul acestora, în care planeta cauzează mici eclipse. Ar putea astronomii detecta prezența unor luni pe această cale? În acest caz, limita detecției ar fi determinată de mărimea lunii. Actualmente, satelitul Kepler este de așteptat să detecteze planete similare în masă cu Terra. Dacă există luni în jurul unei planete superjoviene care sunt similare în mărime cu dimensiunea Terrei, acestea ar trebui să poată fi detectate. Totuși, formarea unor sateliți naturali de dimensiunea Terrei este foarte dificilă. Cea mai mare lună din sistemul solar este Ganimede, care reprezintă cam 40% din diametrul Terrei, fiind așadar destul de mult sub limita detecției potențiale cu actualele tehnologii, însă posibil de identificat de către viitoarele misiuni de căutare a exoplanetelor.
Detecția directă a eclipselor cauzate de tranzituri nu este singura cale prin care tranziturile pot fi utilizate pentru a descoperi exo-luni. În ultimii câțiva ani, astronomii au început să utilizeze metoda deplasării pentru depistarea planetelor, pentru sisteme deja descoperite, pentru a demonstra existența altor planete în sistem, în același mod în care remorca gravitațională a lui Nepturn asupra lui Uranus a permis astronomilor să prezică existența lui Neptun, chiar înainte ca această planetă să fie descoperită. O lună suficient de masivă poate cauza variații detectabile asupra unei planete pe care o tranzitează, la început și la sfârșit. Astronomii au utilizat deja această tehnică pentru a plasa limite de masă asupra potențialelor luni din jurul exoplanetelor HD 209458 și OGLE-TR-113b, la respectiv 3 și 7 mase terestre.
Prima exoplanetă a fost descoperită în jurul unui pulsar. Remorcarea acestei planete cauzează variații ale pulsațiilor obișnuite din bătăile pulsarului. Pulsarii dezvoltă sute de mii de pulsații pe secundă și, de aceea sunt indicatori extrem de sensibili ai prezenței unei planete. Pulsarul PSR B1257+12 este cunoscut ca fiind portul unei planete care are o masă cam de 0,04% din cea a Terrei, și care este mult sub masa celor mai multe dintre luni. Ca urmare, variațiile din aceste sisteme, cauzate de luni ar putea fi, potențial, detectabile cu tehnologia actuală. Astronomii au folosit-o deja pentru a căuta sateliți naturali în jurul planetei ce orbitează PSR B1620-26 și au luni ce depășesc 12% din masa lui Jupiter, într-un cadru de numai ½ dintr-o unitate astronomică, respectiv dimensiunea planetei.
Ultima metodă prin care astronomii au detectat planete, care ar putea potențial fi utilizată pentru exoluni, ar putea fi observarea directă. De vreme ce surprinderea directă a unei exoplanete a devenit realizabilă în anii din urmă, această este deocamdată deconectată, dar viitoarele misiuni precum Terrestrial Planet Finder Coronagraph ar putea deschide regatul tuturor posibilităților. Chiar dacă luna nu este rezolvată în întregime, compensarea centrului punctului perechii ar putea fi detectabilă cu instrumente curente.
În concluzie, explozia cunoașterii sistemelor planetare continuă, astronomii ar putea fi capabili de detectarea exolunilor în viitorul apropiat. Posibilitatea deja există pentru anumite cazuri, precum planete ale pulsarilor, dar datorită rarității lor, posibilitatea statistică de a găsi o planetă cu luni suficient de mari este mică. Dar pe măsură ce echipamentul continuă să se îmbunătățească, crescând capacitatea de detectate a corpurilor mici prin diverse metode, primele exo-luni ar trebui să apară la orizont. Fără îndoială, primele vor fi unele foarte mari. Acestea vor conduce către întrebări legate de suprafețele și atmosferele potențiale pe care le pot avea. Iar răspunsurile vor conduce către alte întrebări, precum cele legate de existența vieții.
