找寻系外卫星的踪迹
拜开普勒空间望远镜以及新一代地面搜寻计划之赐，近些年来，系外行星这一研究领域取得了世人瞩目的进展，不仅已知系外行星的数量激增，其中的花样也是层出不穷。在这样的背景下，一个很自然的问题就是：这些远方的异星究竟有无卫星相伴？
参照太阳系的情况，这个问题的答案极有可能是肯定的。当然，诸多系外行星的情况与太阳系不同，行星往往与主星靠得极近，甚至处在同主星的潮汐锁定状态。在这种情况下，稳定的卫星轨道是位于行星引力支配范围之外的，这就意味着热木星（自然也包括靠近恒星的岩质行星）们很难保有天然卫星。
不过如今已被发现的系外行星数量已经突破了3000颗，这里还不乏轨道构型相当安全的例子，它们拥有一颗或数颗卫星想来应该是顺理成章的事情。但想要敲定这一点却并不容易——系外行星本身的发现就已经需要极高的仪器灵敏度以及数据分析技巧了，遑论质量和体积更小，进而对恒星影响更为微妙的卫星了。
发现系外行星的主流方法无外乎通过光谱中视向速度的变化、凌星导致的主星光变、微引力透镜效应，以及实例较少且应用范围多少受限的直接成像或是脉冲星计时测量几种；类似地，寻找系外卫星的思路基本上也离不开这几条路线。另一种听上去比较离奇的手段是探测系外卫星导致的射电辐射：在太阳系中，木卫一的电离层就会同木星磁层相互作用，从而诱发电流，发出射电波。如果能在异星系统中找到类似的特征信号，应该也可以在一定程度上说明那里具有与木卫一情况接近的系外卫星。只可惜，这样的信号就算存在，至今也还没有被人见识到。
木星射电辐射与木卫一轨道位置的关系示意。图片提供：Imai Lab., Kochi National College of Technology
而最近研究者从开普勒望远镜与哈勃空间望远镜的数据中找到开普勒-1625系统中疑似系外卫星这一消息则是以凌星手段为基础的。人们原本就已知道，这颗恒星周围环绕着一颗气体巨行星开普勒-1625b。与典型的行星凌星只会导致主星亮度的单一衰减不同，开普勒-1625系统的主星在凌星期间表现出的光变曲线行为更加复杂——最明显的一次减暗自然对应开普勒-1625b从恒星前方通过的情形；此后又出现了一个不是那么明显的凹坑。
如果只是两个凹坑，可能还能够用系统中第二颗行星来解释。但哈勃望远镜的观测还发现了一些古怪的情况——某次凌星的发生时间较预期早了1小时。考虑行星系统中的行星和卫星实际上是绕着共同质心（而非单纯的卫星环绕行星）运行，如果二者质量差异较小那么轨道运动导致的行星摆动会相当可观，这一个小时的提前量还是可以得到合理解释的。只有一点，为了成就观测到的时间差，卫星的块头需要达到海王星级——这相当于质量数倍于木星的开普勒-1625b的百分之一还多，从比例上看倒还算不上太夸张。
开普勒-1625系统的凌星光变曲线以及可能的卫星轨道构型示意。图片提供：NASA, ESA, D. Kipping (Columbia University), and A. Feild (STScI)
那么其他的可能性是否存在？至少现在来看，开普勒-1625周围还有第二颗行星的可能性并不能被完全排除，只是这种说法不如系外卫星说来得简洁（更没有那样抢眼）。不过要说这次是人们第一次找到了疑似系外卫星的踪影，也未免有些武断，因为在此之前，至少还有过3颗系外行星被认为可能拥有卫星。
其一是流浪行星MOA-2011-BLG-262。这个由微引力透镜效应发现的天体导致的背景星增亮可以使用行星+卫星来解释，只是同样合理的是红矮星+海王星级行星的组合，而且后者被更多的研究者认为更接近真实情况。另外两个都是宽视场行星搜寻计划（SuperWASP）经由凌星法捕获的猎物，其中的WASP-12b因为行星反照具有规律性的光斑而被一众俄罗斯天文学家认为伴有卫星，但这毕竟是一颗不太可能保住稳定卫星的热木星，更且相关研究以本人并不通晓的俄语发表，在此不详谈；另一颗1SWASP J140747.93-394542.6b却是颇有些意思。
1SWASP J140747.93-394542.6b的凌星光变曲线。图片来源：Mamajek et al. (2012)
如上图所示，1SWASP J140747.93-394542.6系统的凌星表现比开普勒-1625更加特殊，反复起伏若干次，而且幅度不等。根据如此怪异的行为，研究者推断，这颗行星周围环绕着类似土星但宽度较后者大数百倍的光环系统，而且光环由厚厚的内区、一道较宽的环缝以及两道外围的光环组成，总质量与地球相当（作为比较，行星本身的质量介于木星的13到26倍之间），不同的结构贡献了光变曲线中不同的部分。
暗示卫星存在的东西其实是环缝。我们知道，土星光环中的缝隙往往就是由卫星塑造的。比如A环中的恩克缝是土卫十八的作品；基勒缝的罪魁则是土卫三十五；A、B环之间著名的卡西尼环缝更是与土卫一保持轨道共振的产物。作为类比，1SWASP J140747.93-394542.6b光环中的宽缝是否也是由类似的卫星吸积过程造就的？而考虑其年轻的年龄，这个系统所谓的光环是否实际上就是原行星诞生的尘盘？只能说这些说法或许都是对的，但目前还都只是说法而已。
艺术家笔下从可能的卫星上遥望1SWASP J140747.93-394542.6b及其光环系统所见的场面。图片来源：Wikipedia
至于直接成像、脉冲星计时以及光谱径向速度测量这几种方法就暂时都没能取得任何进展（哪怕只是可能的进展）了。免不了的套话是寄希望于未来的观测设备，如詹姆斯·韦布空间望远镜应该有能力直接探测系外卫星发出的红外光；新一代光谱仪可能能够具备从本已暗弱的系外行星光谱中解析出卫星细节的能力；而更多凌星数据的积累也有望区分出现有的各种可能性，将卫星的存在性敲定。不过到现在为止，上述例子中的系外卫星还都只是一种基础不是那么牢靠的假说而已。
