V zadnjih tridesetih letih je bilo odkritih na tisoče ekstra sončnih planetov izven našega Osončja. Večinoma so jih zaznali Kepler Vesoljski teleskop z uporabo tehnike, imenovane Tranzitna fotometrija. Pri tej metodi astronomi merijo občasne potopitve v svetlost zvezde - ki so posledica planetov, ki sežejo pred njimi glede na opazovalca -, da potrdijo prisotnost planetov.
Zahvaljujoč novemu raziskovalnemu prizadevanju, ki ga je izvedla skupina profesionalnih in amaterskih astronomov, so pred kratkim zaznali kroženje oddaljene zvezde, nekaj veliko manjšega od planetov. Po novi raziskavi, ki jo je objavila raziskovalna skupina, so opazili šest eksokometov, ki krožijo okoli KIC 3542116, zvezde spektralnega tipa F2V, ki se nahaja 800 svetlobnih let od Zemlje. Ti kometi so najmanjši doslej predmeti, ki zaznajo metodo tranzitne fotometrije.
Študija, ki podrobno opisuje njihove ugotovitve, z naslovom "Verjetno tranzitni eksokomati, ki jih je odkril Kepler", se je nedavno pojavila v Mesečna obvestila Royal Astronomical Družba. Skupino, ki jo vodi Saul Rappaport z Inštituta za astrofiziko in vesoljske raziskave Kavli na MIT, so sestavljali tudi amaterski astronomi, člani Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziko (CfA), Univerza v Teksasu, Northeastern University in Nasin raziskovalni center Ames.
To je prvič, da je tranzitna fotometrija uporabljena za zaznavanje majhnih predmetov kot kometi. Ti kometi so bili kroglice ledu in prahu - po velikosti primerljive s Halleyjevim kometom - za katere je bilo ugotovljeno, da potujejo s hitrostjo približno 160 934 km / h, preden so se izhlapele. Raziskovalci so jih lahko odkrili tako, da so izbrali repo, oblake prahu in plina, ki se tvorijo, ko se kometi približajo svoji zvezdi in začnejo sublimirati.
To ni bila lahka naloga, saj je repi uspelo zasenčiti le približno desetino 1% svetlobe zvezde. Kot je v sporočilu za MIT pojasnil Saul Rappaport, ki je tudi profesor emeritus fizike na Inštitutu za astrofiziko in vesoljske raziskave Kavli:
"Neverjetno je, da lahko nekaj debeline manjših od Zemlje zaznamo samo, če odda veliko naplavin. Precej impresivno je videti tako majhno, tako daleč. "
Zasluge za prvotno odkritje so zaslužni Thomas Jacobs, amaterski astronom, ki živi v Bellevueju v Washingtonu in je član Planet Hunters. Ta projekt državljanskih znanstvenikov je najprej ustanovila univerza Yale in ga sestavljajo ljubiteljski astronomi, ki so svoj čas namenili iskanju eksoplanetov. Člani imajo dostop do podatkov iz Vesoljski teleskop Kepler v upanju, da bodo opazili stvari, ki jih računalniški algoritmi morda pogrešajo.
Že januarja je Jacobs začel skenirati podatke, pridobljene v štirih letih KeplerJe glavna misija. V tej fazi, ki je trajala od leta 2009 do 2013, je dr. Kepler skenirali več kot 200.000 zvezd in izvedli meritve njihovih svetlobnih krivulj. Po petih mesecih presejanja podatkov (18. marca) je opazil več radovednih vzorcev svetlobe sredi hrupa v ozadju, ki prihaja iz KIC 3542116. Kot je dejal Jacobs:
„Iskanje predmetov, ki jih zanimajo Keplerjevi podatki, zahteva potrpljenje, vztrajnost in vztrajnost. Zame je oblika lova na zaklad, vedoč, da čaka zanimiv dogodek. Gre za raziskovanje in iskanje na lovu, kamor je malo prej potovalo. "
Jacobs je natančneje iskal znake enojnih tranzitov, ki niso podobni tistim, ki jih povzročajo planeti, ki krožijo okoli zvezde (tj. Periodično). Med ogledom KIC 3542116 je opazil tri enojne tranzite in nato opozoril Rappaporta in Andrewa Vanderburga, kot astrofizika na Teksaški univerzi in član CfA. Jacobs je v preteklosti sodeloval z obema mošema in želel njihovo mnenje o teh ugotovitvah.
Kot je spomnil Rapport, je bil postopek interpretacije podatkov zahteven, vendar je bil koristen. Na začetku so zapisali, da svetlobni tokovi niso podobni tistim, ki jih povzročajo planetarni prehodi, za katere je značilen nenaden in oster padec svetlobe, čemur je sledil močan dvig. Rapport je pravočasno opazil, da je asimetrija v treh svetlobnih tokovih podobna tistim razpadlim planetom, ki so jih opazili že prej.
"Mesečno smo sedeli na tem, ker nismo vedeli, kaj je - tranziti planetov ne izgledajo tako", je dejal Rappaport. "Takrat mi je prišlo na pamet, da:" Hej, izgledajo kot nekaj, kar smo videli že prej ... Mislili smo, da je edino telo, ki lahko stori isto in ne ponovi, tisto, ki ga na koncu verjetno uničijo. Edina stvar, ki ustreza računu in ima tako majhno maso, da se lahko uniči, je komet. "
Na podlagi njihovih izračunov, ki so nakazovali, da je vsak komet preprečil približno desetino 1% zvezde, je raziskovalna skupina sklenila, da se bo komet razkrojil v celoti, kar je ustvarilo sled prahu, ki je bil dovolj za preprečitev svetlobe nekaj mesecev pred tem je izginil. Po opravljenih dodatnih opazovanjih so v istem časovnem obdobju opazili še tri tranzite, ki so bili podobni tistim, ki jih je opazil Jacobs.
Dejstvo, da se zdi, da je teh šest eksokometov v zadnjih štirih letih prešlo zelo blizu svoje zvezde, sproži nekaj zanimivih vprašanj in odgovor nanje bi lahko imel drastične posledice za ekstra sončne raziskave. Prav tako bi lahko napredoval naše razumevanje lastnega osončja. Kot je pojasnil Vanderburg:
"Zakaj je v notranjih delih sončnih sistemov toliko kometov? Je to ekstremna doba bombardiranja v teh sistemih? To je bil res pomemben del naše lastne tvorbe sončnega sistema in je morda prinesel vodo na Zemljo. Mogoče bi preučevanje eksokometov in ugotovitev, zakaj jih najdemo okoli te vrste zvezde… lahko dalo kakšen vpogled v to, kako se bombardiranje dogaja v drugih sončnih sistemih. ”
Med 4,1 in 3,8 milijarde let je Sončni sistem doživel tudi obdobje intenzivnih kometnih aktivnosti, znanih kot Pozno hudo bombardiranje. V tem času naj bi asteroidi in kometi redno prizadeli telesa v notranjem Osončju. Zanimivo je, da je to obdobje težkega obstreljevanja odgovorno za distribucijo vode na Zemljo in druge kopenske planete.
Kot je navedeno, KIC 3542116 spada v spektralni tip F2V, rumeno-beli razred zvezd, ki je običajno 1 do 1,4-krat večji od našega Sonca in precej svetel. Ker je po velikosti in masi primerljiv z našim Soncem, je možno, da je obdobje bombardiranja, ki ga doživlja, podobno tistemu, skozi katerega je prestal Osončje. Če bi ga opazovali, bi nam torej lahko veliko povedal, kako je podobna dejavnost vplivala na razvoj našega osončja pred milijardami let.
Poleg pomena študije za študij astrofizike in astronomije, kaže tudi na pomembno vlogo državljanov, ki jih danes imajo znanstveniki. Če ne bi bilo neumornega dela, ki ga je opravil Jacobs, ki pregleduje podatke Keplerja med delom v svojem dnevnem poslu in ob koncu tedna, to odkritje ne bi bilo mogoče.
"Lahko bi poimenoval 10 vrst stvari, ki so jih ti ljudje našli v Keplerjevih podatkih, ki jih algoritmi niso mogli najti zaradi sposobnosti prepoznavanja vzorcev v človeškem očesu," je dejal Rappaport. "Zdaj bi lahko napisali računalniški algoritem, da bi našli takšno obliko kometa. A v prejšnjih preiskavah so jih pogrešali. Bili so dovolj globoki, vendar niso imeli prave oblike, ki je bila programirana v algoritme. Mislim, da bi bilo pošteno reči, da tega algoritem ne bi nikoli našel noben algoritem. "
V prihodnosti raziskovalna skupina pričakuje, da bo uvedba Tranzitnega satelita za eksoplanet (TESS) - ki ga bo vodil MIT - še naprej izvajala vrsto raziskav, ki jih je opravil Kepler.
