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[[Datei:The Blue Moon.png|mini|hochkant=1.2|Eine künstlerische Impression eines hypothetischen erdähnlichen Mondes, der einen [[Saturn (Planet)|Saturn]]-ähnlichen Gasriesen umkreist]]

Ein '''extrasolarer Mond,''' kurz '''Exomond,''' ist ein [[Satellit (Astronomie)|natürlicher Satellit]], der einen [[Planet]]en außerhalb des [[Sonnensystem]]s umkreist. Es wurde schon früh angenommen, dass es nicht nur [[Extrasolarer Planet|Exoplaneten]], sondern auch extrasolare Monde gibt. Zum Nachweis kommen verschiedene Entdeckungsmethoden in Betracht: Transitbeobachtungen, der [[Gravitationslinseneffekt]] oder Lücken in Ringsystemen. Bislang konnte noch kein extrasolarer Mond zweifelsfrei entdeckt werden. Spekulationen reichen bis zu Überlegungen zur Bewohnbarkeit hin.

== Mögliches Vorkommen ==
Während bisher 4680 [[Exoplanet]]en nachgewiesen wurden, konnten bisher (Stand 12. Februar 2021) nur wenige mögliche Kandidaten für einen Exomond gefunden werden, die auch mit einer Ausnahme<ref name="firstexomoon">{{Internetquelle |url=http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-109 |titel=Faraway Moon or Faint Star? Possible Exomoon Found |hrsg=[[Jet Propulsion Laboratory|NASA/JPL]] |datum=2014-04-10 |sprache=en |abruf=2014-10-09}}</ref> als spekulativ anzusehen sind. Der Blick in das Sonnensystem, wo (neben der Erde) sämtliche vier [[Gasplanet]]en massereiche Monde haben, lässt jedoch vermuten, dass solche oder auch noch schwerere Monde außerhalb des Sonnensystems existieren. Seit dem Start des Weltraum-Teleskops [[Kepler (Weltraumteleskop)|Kepler]] ist deren Detektion möglich geworden,<ref name="exomoons_Kepler">{{cite journal |first=David M. |last=Kipping |coauthors=Stephen J. Fossey, Giammarco Campanella |date=2009 |title=On the detectability of habitable exomoons with Kepler-class photometry |journal=Publications of the Astronomical Society of the Pacific |volume=109 |pages=1278–1284 |bibcode=2009MNRAS.400..398K |doi=10.1111/j.1365-2966.2009.15472.x |language=en}}</ref> wenn auch (mit Stand Juli 2018) noch nicht mit Sicherheit gelungen.

== Mögliche Entdeckungsmethoden ==
=== Nachweis durch Transitbeobachtungen ===
Im Jahre 1999 schlugen die damals in Frankreich forschenden Astronomen Paola Sartoretti und Jean Schneider vor, Exomonde über die Variation des [[Transitmethode|Transitzeitpunktes]] (englisch: ''Transit Timing Variation,'' TTV) zu finden.<ref name="TTV_SS">{{cite journal |first=Paola |last=Sartoretti |coauthors=Jean Schneider |date=1999 |title=On the detection of satellites of extrasolar planets with the method of transits |journal=Astronomy and Astrophysics Supplement |volume=134 |pages=553–560 |bibcode=1999A&AS..134..553S |doi=10.1051/aas:1999148 |language=en}}</ref> Dieser Effekt resultiert aus der Schlingerbewegung des Planeten, die durch die Schwerkraft des Mondes auf seinem Orbit um den Planeten hervorgerufen wird. Genauer gesagt, umrunden beide – Planet und Mond – unter Vernachlässigung anderer Körper in guter Näherung den gemeinsamen Massenschwerpunkt. Und so variiert die von der Erde aus beobachtete Auslenkung des Planeten vor dem Stern für die Annahme streng periodischer Transits. Dieser TTV-Effekt, so ließ sich mathematisch zeigen, lässt Schlussfolgerungen auf das Verhältnis der Masse des Mondes zu seinem Abstand zum Planeten zu. Die Lösung der Gleichung ist dabei in den beiden Parametern entartet, das heißt, diese können nicht unabhängig voneinander bestimmt werden.

In einer Serie von Veröffentlichungen konnte der britische Astrophysiker David Kipping nachweisen, dass ein weiterer Effekt des Planetentransits die Aufhebung der Entartung ermöglicht. Dieser zweite Effekt besteht in der Variation der Transitdauer (englisch: ''Transit Duration Variation,'' TDV). Zum einen wird sie durch die variierende tangentiale Geschwindigkeitskomponente des Planeten hervorgerufen: Während jedes Transits überquert der Planet aufgrund seines Umlaufs um den Massenschwerpunkt im Planet-Mond-System die Sternscheibe mit einer anderen Geschwindigkeit.<ref name="TDV_1">{{cite journal |first=David M. |last=Kipping |date=2009 |title=Transit timing effects due to an exomoon |journal=[[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]] |volume=392 |pages=181–189 |bibcode=2009MNRAS.392..181K |doi=10.1111/j.1365-2966.2008.13999.x |language=en}}</ref> Zum anderen kann eine Neigung des Planet-Mond-Orbits gegen den zirkumstellaren Orbit des Planet-Mond-Systems dafür sorgen, dass der Planet die Sternscheibe in variierender „Höhe“ durchquert.<ref name="TDV_2">{{cite journal |first=David M. |last=Kipping |date=2009 |title=Transit timing effects due to an exomoon – II |journal=''[[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]]'' |volume=396 |pages=1797–1804 |bibcode=2009MNRAS.396.1797K |doi=10.1111/j.1365-2966.2009.14869.x |language=en}}</ref> Der Weg über die Scheibe ist also verschieden lang für verschiedene Transits und so dauert jener abwechselnd bald kürzer, bald länger.

Das Kepler-Teleskop soll aus Kombination von TTV und TDV Monde bis zu einer unteren Grenze von einem Fünftel der Masse der Erde detektieren können.<ref name="exomoons_Kepler" />

Eine weitere Detektionsmethode liegt in der Beobachtung des Mondtransits selbst.<ref name="Exomoon_transit_TV">{{cite journal |first=Luis Ricardo M. |last=Tusnski |coauthors=Adriana Valio |date=2011 |title=Transit Model of Planets with Moon and Ring Systems |journal=[[The Astrophysical Journal]] |volume=743 |pages=article id. 97, 9 pp |bibcode=2011ApJ...743...97T |doi=10.1088/0004-637X/743/1/97 |language=en}}</ref><ref name="Exomoon_transit_P">{{cite journal |first=András |last=Pál |date=2012 |title=Light-curve modelling for mutual transits |journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume=420 |pages=1630–1635 |bibcode=2012MNRAS.420.1630P |doi=10.1111/j.1365-2966.2011.20151.x |language=en}}</ref> Nur so eine Messung erlaubt die Bestimmung des Mondradius (zumindest seines Verhältnisses zum Sternradius), der für die Bestätigung und Charakterisierung des Mondes von erheblicher Bedeutung ist.

Das astronomische Forschungsprojekt „The Hunt for Exomoons with Kepler“ (HEK) am ''Center for Astrophysics'' in Harvard sucht nach Signaturen von Exomonden in den [[Kepler (Weltraumteleskop)|Kepler-Daten]].<ref name="HEK_1">{{cite journal |first=David M. |last=Kipping |coauthors=Gáspár Á. Bakos, Lars A. Buchhave, David Nesvorný, Allan R. Schmitt |date=2012 |title=The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK). I. Description of a New Observational project |journal=The Astrophysical Journal |volume=750 |pages=id. 115, 19 pp |bibcode=2012ApJ...750..115K |doi=10.1088/0004-637X/750/2/115 |language=en}}</ref><ref name="HEK_2">{{cite journal |first=David M. |last=Kipping |coauthors=Joel Hartman, Lars A. Buchhave, Allan R. Schmitt, Gáspár Á. Bakos, David Nesvorný |date=2013 |title=The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK). II. Analysis of Seven Viable Satellite-Hosting Planet Candidates |journal=The Astrophysical Journal |volume=(submitted) |bibcode=2013arXiv1301.1853K |language=en}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://hek.astro.columbia.edu/index.html |titel=The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK) |datum=2017-07-26 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20171213034227/http://hek.astro.columbia.edu/index.html |archiv-datum=2017-12-13 |abruf=2018-04-09 |sprache=en}}</ref><ref>''[https://www.centauri-dreams.org/?p=21362 New Exomoon Project Will Use Kepler Data.]'' Bei: ''centauri-dreams.org.''</ref><ref>''[https://content.time.com/time/health/article/0,8599,2104376,00.html Forget Exoplanets – The Hunt for Exomoons Is Heating Up.]'' Bei: ''time.com.'' Abgerufen am 14. Januar 2012.</ref> Gemäß einem Vorschlag von Mary Anne Peters und Edwin Turner könnten Exomonde starker Gezeitenheizung unterliegen und so mit zukünftiger Technologie direkt beobachtbar sein.<ref name="direct_imaging">{{cite journal |first=Mary Anne |last=Peters |coauthors=Edwin L. Turner |date=2013 |title=On the Direct Imaging of Tidally Heated Exomoons |journal=The Astrophysical Journal |bibcode=2012arXiv1209.4418P |arxiv=1209.4418 |language=en}}</ref>

==== Kepler-1625b ====
Für einen bereits 2017 für möglich gehaltenen Exomond um [[Kepler-1625b]] wurden im Oktober 2018 neue Analysen der [[Kepler (Weltraumteleskop)|Kepler]]-Daten und neuer Beobachtungen des [[Hubble-Weltraumteleskop]]s veröffentlicht, die tatsächlich einen etwa [[Neptun (Planet)|neptun]]großen Begleiter dieses (etwa [[Jupiter (Planet)|jupiter]]großen, aber möglicherweise mehrere [[Jupitermasse]]n schweren) Exoplaneten nahelegen (wenn auch nicht definitiv beweisen).<ref>{{Internetquelle |autor=Alex Teachey, David M. Kipping |url=http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaav1784 |titel=Evidence for a large exomoon orbiting Kepler-1625b |hrsg=[[Science Advances]] |datum=2018-10-03 |abruf=2018-10-04 |sprache=en}} [[doi:10.1126/sciadv.aav1784]]</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-23215-2018-10-04.html |titel=Haben Astronomen den ersten Exomond entdeckt? – Gasriese Kepler 1625b hat höchstwahrscheinlich einen neptungroßen Trabanten |hrsg=[[scinexx]] |datum=2018-10-04 |abruf=2018-10-04 |sprache=de}}</ref>

=== Lücken in Ringsystemen ===
In einer im Januar 2015 veröffentlichten Arbeit wird eine 2007 beobachtete, sich über 56 Tage hinziehende Folge von Abschwächungen des Lichtes des jungen (ca. 16 Millionen Jahre alten) Sterns [[1SWASP J140747.93-394542.6]] als Vorübergang des [[Planetenring|Ringsystems]] eines (nicht direkt beobachteten) substellaren Objekts (Exoplanet oder [[Brauner Zwerg]]) „J1407b“ interpretiert.<ref>{{Literatur |Autor=Matthew A. Kenworthy, Eric E. Mamajek |Titel=Modeling giant extrasolar ring systems in eclipse and the case of J1407b: sculpting by exomoons? |Datum=2015-01-22 |Sprache=en |arXiv=1501.05652}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-18495-2015-01-27.html |titel=Exoplanet mit gigantischem Ringsystem entdeckt |hrsg=[[scinexx]].de |datum=2015-01-27 |abruf=2015-01-27 |sprache=de}}</ref> Diesem Ringsystem wird ein Radius von ca. 90 Millionen km (also etwa dem 200-Fachen des Radius der [[Saturnring]]e) zugeschrieben, wobei 37 Einzelringe zu erkennen seien, mit einer deutlichen Lücke in etwa 60 Millionen km Abstand vom Planeten. Diese wiederum lasse sich – analog zur Erklärung von Lücken in [[Protoplanetare Scheibe|protoplanetaren Scheiben]] durch Planeten – mit einem in Entstehung befindlichen Mond mit einer Masse von bis zu 0,8 [[Erdmasse]]n erklären.

== Vermutete Charakteristika ==
Da eine Entdeckung bisher noch aussteht, kann man über die Eigenschaften von Exomonden nur spekulieren. Man vermutet eine große Vielfalt unterschiedlicher Mondtypen außerhalb des Sonnensystems, da auch die bekannten Monde sehr verschieden sind. So wäre es z. B. möglich, dass um extrasolare [[Gasplanet|Gasriesen]] Monde kreisen, die eine erdähnliche Größe besitzen.

== Bewohnbarkeit ==
Ein erdgroßer Exomond könnte erdähnliche Charakteristika besitzen, wenn er sich zusammen mit seinem [[Satellit (Astronomie)|Mutterplaneten]] in der sogenannten [[Habitable Zone|habitablen Zone]] des Heimatsterns befindet. Eine erste Veröffentlichung zum möglichen Vorkommen von flüssigem Wasser auf Monden, was Astronomen und Biologen als Voraussetzung für die Entstehung von Leben betrachten, boten im Jahre 1987 Ray T. Reynolds und zwei Kollegen.<ref name="habitability_1">{{cite journal |first=Ray T. |last=Reynolds |coauthors=Christopher P. McKay, James F. Kasting |date=1987 |title=Europa, tidally heated oceans, and habitable zones around giant planets |journal=Advances in Space Research |volume=7 |pages=125–132 |bibcode=1987AdSpR...7..125R |doi=10.1016/0273-1177(87)90364-4 |language=en}}</ref> Sie schlugen dabei Gezeitenheizung innerhalb von Monden als essenzielle Energiequelle vor und berechneten am Beispiel des Jupitermondes [[Europa (Mond)|Europa]], wie Gezeiten den Eispanzer kalter Monde im Außenbereich eines Sternsystems zumindest unterirdisch schmelzen können. Erst 10 Jahre später, dann waren bereits die ersten Gasplaneten außerhalb des Sonnensystems gefunden, wandten sich US-amerikanische Wissenschaftler der Bewohnbarkeit von Monden wieder zu.<ref name="habitability_1a">{{cite journal |first=Darren M. |last=Williams |coauthors=James F. Kasting, Richard A. Wade |date=1997 |title=Habitable moons around extrasolar giant planets |journal=Nature |volume=385 |pages=234–236 |bibcode=1997Natur.385..234W |doi=10.1038/385234a0 |language=en}}</ref> In ihrem Artikel fanden Darren Williams und seine Co-Autoren, dass ein Mond mindestens 10 % bis 20 % der Erdmasse haben muss, um über Milliarden von Jahren [[Plattentektonik]] und ein starkes Magnetfeld zur Deflektion energiereicher Strahlung aufrechterhalten und eine massive Atmosphäre an sich binden zu können. Es sei angemerkt, dass die beiden schwersten Monde des Sonnensystems, [[Ganymed (Mond)|Ganymed]] und [[Titan (Mond)|Titan]], nur ungefähr 2,5 % bzw. 2,3 % der Erdmasse haben.

In einer Serie von Veröffentlichungen schlugen der deutsche Astrophysiker René Heller und sein US-amerikanischer Kollege Rory Barnes im Jahre 2012 ein mathematisches Modell vor, das die Möglichkeit von flüssigem Oberflächenwasser auf Monden anhand mehrerer physikalischer Einflüsse bewertet.<ref name="habitability_2">{{cite journal |first=René |last=Heller |date=2012 |title=Exomoon habitability constrained by energy flux and orbital stability |journal=Astronomy & Astrophysics |volume=545 |pages=id. L8, 4 pp |bibcode=2012A&A...545L...8H |doi=10.1051/0004-6361/201220003 |language=en}}</ref><ref name="habitability_3">{{cite journal |first=René |last=Heller |coauthors=Rory Barnes |date=2013-01 |title=Exomoon habitability constrained by illumination and tidal heating |journal=Astrobiology |volume=13 |issue=1 |pages=18–46 |publisher=Mary Ann Liebert, Inc. |bibcode=2012arXiv1209.5323H |doi=10.1089/ast.2012.0859 |arxiv=1209.5323 |language=en}}</ref><ref name="habitability_4">{{cite journal |first=René |last=Heller |coauthors=Rory Barnes |date=2012 |title=Constraints on the habitability of extrasolar moons |journal=Proceedings to the XXVIII IAU General Assembly (2012, Beijing) |bibcode=2012arXiv1210.5172H |arxiv=1210.5172 |language=en}}</ref><ref name="habitability_5">{{cite journal |first=René |last=Heller |coauthors=Rory Barnes |date=2012 |title=Hot Moons and Cool Stars |journal=Proceedings to the ROPACS meeting „Hot Planets and Cool Stars“ (Nov. 2012, Garching) |bibcode=2013arXiv1301.0235H |arxiv=1301.0235 |language=en}}</ref> Dabei werden zunächst die stellare Einstrahlung, das reflektierte Licht des Planeten, die thermische Strahlung des Planeten und die Gezeitenheizung im Mond addiert. Die Summe ''F''sglob des globalen Energieflusses auf dem Mond wird dann mit dem kritischen Energiefluss ''F''RG verglichen, der den Mond einem [[Galoppierender Treibhauseffekt|galoppierenden Treibhauseffekt]] (englisch ''runaway greenhouse effect'') unterwerfen würde (im Zuge dessen würde der Mond in seiner oberen Atmosphäre den Wasserstoff ins Weltall verlieren und seine Ozeane somit austrocknen). Ist die Summe aller durchschnittlichen, globalen Energieflüsse ''F''sglob kleiner als der kritische Energiefluss ''F''RG und befindet sich der Mond samt Mutterplanet in der stellaren habitablen Zone, gilt der Mond als bewohnbar.

Durch reflektiertes Licht und [[Gezeitenkraft|Gezeitenkräfte]] ist für Exomonde die habitable Zone tatsächlich größer als sie theoretisch ist. Wie ein Planet kann theoretisch auch ein Mond [[Superhabitabler Planet|superhabitabel]] sein (man denke sich beispielsweise in unserem Planetensystem Mars und Jupiter – samt der großen Monde – vertauscht und dann wäre es auf diesen vermutlich angenehm warm).

Sollte der Nachweis eines extrasolaren Mondes um einen Planeten in der stellaren habitablen Zone gelingen, könnte das 2022 gestartete [[James-Webb-Teleskop]] das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit von durch Leben hervorgerufenen spektralen Signaturen in der Mondatmosphäre erbringen.<ref name="characterizing_habitable">{{cite journal |author=[[Lisa Kaltenegger]] |date=2010-04 |title=Characterizing Habitable Exomoons |journal=The Astrophysical Journal Letters |volume=712 |issue=2 |pages=L125–L130 |bibcode=2010ApJ...712L.125K |doi=10.1088/2041-8205/712/2/L125 |arxiv=0912.3484 |url=http://iopscience.iop.org/2041-8205/712/2/L125/ |language=en}}</ref>

== Kandidaten ==
* Exomond um [[Kepler-1625b]], vorgeschlagen im Jahre 2017

== Weblinks ==
{{Commonscat|Extrasolar moons|Extrasolare Monde}}
* {{Internetquelle |autor=K. Lewis |url=http://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/abs/2011/01/epjconf_ohp2010_04003/epjconf_ohp2010_04003.html |titel=Moon formation and orbital evolution in extrasolar planetary systems A literature review |werk=EPJ Web of Conferences, Volume 11, 2011: Detection and Dynamics of Transiting Exoplanets |hrsg=The European Physical Journal (EPJ) |abruf=2016-03-22 |sprache=en}}
* ''[https://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/09/auf-der-suche-nach-bewohnbaren-monden.php Auf der Suche nach bewohnbaren Monden.]'' Expertenartikel auf: ''ScienceBlogs.de.''
* [https://w.astro.berkeley.edu/~basri/defineplanet/IAU-WGExSP.htm ''Definition of a “Planet”.''] Working Group on Extrasolar Planets (englisch) – Statement zur Planetendefinition der [[Internationale Astronomische Union|IAU]].
* ''[https://www.economist.com/news/science-and-technology/21565923-hundreds-exoplanets-bag-astronomers-are-wondering-whether-it-might A harvest of new moons.]'' Bei: ''economist.com.'' Abgerufen am 10. November 2012.
* ''[https://www.aip.de/de/aktuelles/presse/exomoons Pressemitteilung.]'' [[Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam]] (AIP), abgerufen am 10. Januar 2013.
* ''[http://www.sciencenews.org/view/generic/id/347651/description/Life_has_prospects_on_moons_of_giant_extrasolar_planets Life has prospects on moons of giant extrasolar planets.]'' Bei: ''ScienceNews.org.'' Abgerufen am 26. Januar 2013.
* {{Internetquelle |autor=Rebecca Boyle |url=https://www.spektrum.de/news/astronomie-die-suche-nach-exomonden/1894609 |titel=Die Suche nach fernen Monden |werk=[[scinexx]] |datum=2021-08-04 |abruf=2021-08-08 |sprache=de}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Hypothetisches astronomisches Objekt]]
[[Kategorie:Planetologie]]

Extrasolarer Mond - Versionsgeschichte

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