Az elmúlt harminc évben Naprendszerünkön túl ezer extra-bolygó fedezték fel. Leginkább a Kepler Űrtávcső tranzit fotometria néven. Ehhez a módszerhez a csillagászok megmérik a csillagok fényerejének időszakos mátrixait - amelyek az előttük álló megfigyelőhöz képest elhaladó bolygók eredményeként igazolják a bolygók jelenlétét.
A professzionális és amatőr csillagászok egy csoportja által végzett új kutatási erőfeszítésnek köszönhetően valami jóval kisebb bolygót észleltek a közelmúltban egy távoli csillag körül. A kutatócsoport által közzétett új tanulmány szerint hat exokometet figyeltünk meg a KIC 3542116 környékén, amely egy F2V spektrális csillag, 800 fényévnyire a Földtől. Ezek a üstökösök a mai napig a legkisebb tárgyak, amelyek detektálják a tranzit fotometriás módszert.
Az eredményüket részletező, a „Kepler által felismert valószínűleg átmenő exokometek” címet viselő tanulmány nemrégiben jelent meg a Havi értesítések a királyi csillagászatról Társadalom. Az MIT Kavli Asztrofizikai és Űrkutatási Intézetének Saul Rappaport vezetésével a csoport amatőr csillagászokból, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ (CfA), a Texasi Egyetem, az Északkeleti Egyetem és a NASA Ames Kutatóközpontjának tagjaiból állt.
Ez az első alkalom, hogy a tranzit fotometriát olyan kicsi tárgyak észlelésére használják, mint üstökösök. Ezek a üstökösök jég- és porlabdák voltak - méretük hasonló a Halley's Comet-hez -, amelyekről azt találták, hogy körülbelül 160,934 km / h (100 000 mph) sebességgel haladnak, mielőtt elpárologtak. A kutatók úgy tudták észlelni őket, hogy kiszedik a farkukat, a por- és gázfelhőket, amelyek akkor képződnek, amikor a üstökösök közelebb kerülnek csillagukhoz, és szublimálódni kezdenek.
Ez nem volt könnyű feladat, mivel a faroknak csak a csillag fényének körülbelül egytizedét sikerült elhomályosítani. Mint Saul Rappaport, aki a Kavli Asztrofizikai és Űrkutatási Intézet fizika professzora emeritus professzora, egy MIT sajtóközleményében kifejtette:
Elképesztő, hogy valami több nagyságrenddel kisebb méretű, mint a Föld, pusztán az a tény, hogy sok törmeléket bocsát ki. Nagyon lenyűgöző, ha valami oly kicsi, oly messze láthatunk. ”
Az eredeti felismerésért jóváírást kap Thomas Jacobs, egy amatőr csillagász, aki a washingtoni Bellevue-ban él, és a Planet Hunters tagja. Ezt a polgári tudós projektet először a Yale Egyetem alapította, és amatőr csillagászokból áll, akik idejét az exoplanetek keresésére fordították. A tagok hozzáférést kapnak a Kepler űrtávcső abban a reményben, hogy észrevesz olyan dolgokat, amelyekről a számítógépes algoritmusok hiányozhatnak.
Januárban Jacobs négy év alatt megkezdett adatok beolvasását kezdte KeplerFő küldetése. Ebben a szakaszban, amely 2009-től 2013-ig tartott, Kepler több mint 200 000 csillagot letapogatott és fénygörbéjük mérését végezte. Öt hónapos szitálás után (március 18-án), számos furcsa fénymintát észlelt a KIC 3542116-ból származó háttérzaj közepette. Ahogy Jacobs mondta:
„Érdekes tárgyak keresése a Kepler-adatokban türelmet, kitartást és kitartást igényel. Számomra ez a kincsvadászat egyik formája, tudva, hogy érdekes esemény vár felfedezésre. A felfedezésről és a vadászatról szól, ahol kevés utazott korábban. ”
Pontosabban, Jacobs olyan tranzit jeleit kereste, amelyek nem olyanok, mint amelyeket egy csillagot keringő bolygók okoznak (azaz periodikus). Miközben a KIC 3542116-ot nézte, észrevette három egyszeri tranzitját, majd figyelmeztette Rappaportot és Andrew Vanderburgot, mint a Texasi Egyetem asztrofizikusát és a CfA-t. Jacobs már korábban mindkét férfival együtt dolgozott, és megkérdezte véleményüket ezekről az eredményekről.
Amint Rapport emlékeztetett, az adatok értelmezésének folyamata kihívásokkal teli, ám megtérítő. Kezdetben megfigyelték, hogy a villamossági görbék nem hasonlítanak a bolygó átmenetek által okozottokra, amelyeket a hirtelen és hirtelen fényesés jellemez, amelyet éles emelkedés követ. Idővel Rapport észrevette az aszimmetriát a három fénygörbében, mint a szétesett bolygóké, amiket korábban megfigyelték.
"Egy hónapig ültünk ezen, mert nem tudtuk, mi az - a bolygó átutazása nem így néz ki" - mondta Rappaport. „Akkor számomra megtörtént, hogy:„ Hé, ezek úgy néznek ki, mint amit már láttunk ”. Úgy gondoltuk, hogy az egyetlen olyan test, amely ugyanazt képes megtenni, és nem megismételni, az az, amely valószínűleg végül elpusztul. Az egyetlen dolog, amely megfelel a számlának, és elég kis tömegű, hogy elpusztuljon, az üstökös. ”
Számításaik alapján, amelyek azt mutatták, hogy az egyes üstökösök a csillag fényének kb. Egytizedét blokkolták, a kutatócsoport arra a következtetésre jutott, hogy az üstökös valószínűleg teljes mértékben szétesett, és olyan porvonalat hozott létre, amely elegendő volt a fény elhárításához több hónapig, eltűnt. További megfigyelések elvégzése után ugyanakkor három további tranzitot is megfigyeltek ugyanabban az időszakban, amelyek hasonlóak voltak Jacobs észrevételeihez.
Az a tény, hogy ez a hat exokóm úgy tűnik, hogy nagyon közel kerültek a csillagukhoz az elmúlt négy évben, érdekes kérdéseket vet fel, és ezekre adott válaszok drasztikus következményekkel járhatnak a napkollektoron kívüli kutatások szempontjából. Ez elősegítheti a saját Naprendszerünk megértését. Amint Vanderburg kifejtette:
„Miért van ilyen sok üstökös ezen napenergia rendszer belső részeiben? Szélsőséges bombázási korszak van ezekben a rendszerekben? Ez egy nagyon fontos része a saját Naprendszerünk kialakulásának, és valószínűleg vizet hozott a Földre. Lehet, hogy az exokometok tanulmányozása és annak kitalálása, hogy miért találhatók meg az ilyen típusú csillagok környékén ... betekintést nyújthat nekünk abban, hogy a bombázás hogyan történik más naprendszerekben. "
4,1 és 3,8 milliárd évvel ezelőtt a Naprendszer intenzív üstökös-aktivitási időszakot is tapasztalt, amelyet késői nehéz bombázásnak hívnak. Ezen idő alatt úgy gondolják, hogy az aszteroidák és üstökösök rendszeresen befolyásolták a belső Naprendszer testét. Érdekes módon úgy gondolják, hogy a nehéz bombázás ezen időszakai felelősek a víz eloszlásáért a Földre és a többi földi bolygóra.
Mint megjegyeztük, a KIC 3542116 az F2V spektrumtípushoz tartozik, ez egy sárga-fehér csillag osztály, amely tipikusan 1–1,4-szer tömegebb, mint a Nap, és elég fényes. Mivel mérete és tömege összehasonlítható a Napunkkal, lehetséges, hogy az általa tapasztalt bombázási időszak hasonló ahhoz, amit a Naprendszer ment. Ennek kibontakozása tehát sokat mondhat nekünk arról, hogy a hasonló tevékenység hogyan befolyásolta Naprendszerünk milliárd évvel ezelőtti fejlődését.
A tanulmánynak az asztrofizika és a csillagászat tanulmányozása szempontjából betöltött jelentősége mellett azt is bemutatja, hogy a polgárok tudósai milyen fontos szerepet játszanak ma. Ha Jacobs fáradhatatlan munkáját végezte, aki a napi munkája és a hétvégék között szétválasztja a Kepler adatait, ez a felfedezés nem lett volna lehetséges.
"Tízféle dolgot nevezhetek, amelyeket ezek az emberek találtak a Kepler-adatokban, amelyeket az algoritmusok az emberi szem mintázatfelismerési képessége miatt nem találtak" - mondta Rappaport. „Most már el lehet írni egy számítógépes algoritmust, hogy megtalálja az ilyen üstökös alakot. De elmulasztották őket a korábbi keresések során. Elég mélyek voltak, de nem voltak a megfelelő alakúak, amelyeket az algoritmusokba beprogramoztak. Úgy gondolom, hogy tisztességes azt mondani, hogy ezt egyetlen algoritmus sem találta volna meg. "
A jövőben a kutatócsoport azt várja, hogy az Exitlanet Survey Satellite Survey (TESS) telepítés - amelyet az MIT vezet majd - továbbra is folytatja a Kepler által végzett kutatás típusát.
