Az exoplanetek megtalálása nehéz munka. Amellett, hogy komolyan kifinomult eszközöket igényel, elkötelezett tudósok csoportjait is igénybe veszi; az emberek hajlandóak adatmennyiségekre tölteni a távoli világok bizonyítékait. Kipping professzor, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központban található csillagász egy ilyen ember.
A csillagászati közösségben Kipping legismertebb egzómákkal végzett munkájáról. De kutatása kiterjed az exoplanetek tanulmányozására és jellemzésére is, amelyet kollégáival folytat a Kolumbiai Egyetem Cool Worlds laboratóriumában. És ami az utóbbi években leginkább érdekli őt, az a, hogy a Nap legközelebbi szomszédja - a Proxima Centauri - környékén exoplaneket találunk.
Kipping „modellezőként” írja le magát, az új elméleti modellezést ötvözve a megfigyelésekhez alkalmazott modern statisztikai adat-elemzési technikákkal. Ő egyben a Főigazgató The Exomoons vadászat Keplerrel (HEK) projekt és a Harvard College Obszervatórium munkatársa. Az elmúlt néhány évben ő és csapata vadászik az exoplanetekre a helyi csillagszomszédságba.
A kutatás inspirációja 2012-re nyúlik vissza, amikor Kipping egy konferencián volt, és hallotta a hírt, hogy a Kepler 42 (más néven KOI-961) környékén felfedezett exoplanetek sorozata létezik. A Kepler-misszió adatainak felhasználásával a kaliforniai Technológiai Intézet egy csoportja felfedezte három exoplaneta bolygóját ezen a vörös törpecsillagon, amely körülbelül 126 fényévnyire van a Földtől.
Abban az időben Kipping emlékeztetett arra, hogy a tanulmány szerzője - Philip Steven Muirhead professzor, aki most a Bostoni Egyetem Asztrofizikai Kutató Intézetének egyetemi docens - kommentálta, hogy ez a csillagrendszer nagyon hasonlít a legközelebbi vörös törpe csillagokra - Barnard's Star és Proxima Centauri.
Ezenkívül a Kepler 42 bolygóit könnyű volt észrevenni, mivel a csillaghoz való közelségük azt jelentette, hogy körülbelül egy nap alatt befejezték az orbitális időszakot. Mivel rendszeresen haladnak a csillaguk előtt, jó eséllyel láthatták el őket a tranzit módszerrel.
Ahogy Kipping professzor e-mailben elmondta a Space Magazine-nak, ez volt az „ah-ha pillanat”, amely arra ösztönözné őt, hogy nézzen a Proxima Centauri-ba, hogy megnézze, vajon van-e bolygórendszere:
„A KOI-961-en áthaladó bolygók felfedezése inspirálta minket, amelyet Phil Muirhead és csapata Kepler adatainak felhasználásával fedezett fel. A csillag nagyon hasonló a Proxima-hoz, egy késői M-törphez, amely három csillaghoz közeli föld alatti bolygót foglal magában. Ez ráébresztett rá, hogy ha ez a rendszer a Proxima körül lenne, a tranzit valószínűsége 10% lenne, és a csillag kis mérete meglehetősen észlelhető jeleket eredményezne. "
Lényegében Kipping rájött, hogy ha ilyen bolygórendszer létezik a Proxima Centauri környékén is, amely hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, akkor ezeket nagyon könnyű felismerni. Ezt követően ő és csapata megpróbált időt foglalni egy űrtávcsővel. És 2014-15-ig engedélyt kaptak a Kanadai Űrügynökség MOST műholdjának mikrováltozóképessége és oszcillációja a csillagok használatára.
Nagyjából ugyanolyan méretű, mint egy bőrönddel, a MOST műholdas súlya mindössze 54 kg, és egy ultra-nagy felbontású távcsővel van felszerelve, amelynek átmérője mindössze 15 cm. Ez az első kanadai tudományos műhold, amelyet 33 év alatt keringtett a pályára, és ez volt az első űrteleszkóp, amelyet teljesen terveztek és építettek Kanadában.
Mérete ellenére a MOST tízszer érzékenyebb, mint a Hubble űrteleszkóp. Ezenkívül Kipping és csapata tudta, hogy a Proxima Centauri körüli exoplanetek átutazásának küldetése túl nagy kockázatot jelent a Hubble-hoz hasonló dolgok számára. Valójában a CSA eredetileg ugyanezen okból utasította el kérelmeiket.
„A MOST kezdetben tagadta meg minket, mert az Alpha Centaurit akarták nézni, miután Dumusque et al. egy ott lévő bolygóról ”- mondta Kipping. Így érthető, hogy a Proxima, amelyre akkoriban nem ismertek bolygót, nem volt olyan kiemelt prioritás, mint az Alpha Cen. Soha nem próbáltunk még Hubble-idő alatt, óriási kérés lenne, ha HST-t egyetlen csillagra bámulnánk hónapokig, csupán a 10% -os esélyt a sikerre. ”
2014-re és 2015-re engedélyt szereztek a MOST használatára, és kétszer megfigyelték a Proxima Centauri-t - mindkét év májusában. Ebből egy és fél hónapnyi űrbázisú fotometriát szereztek, amelyet jelenleg feldolgoznak tranzitkeresés céljából. Ahogy Kipping kifejtette, ez meglehetősen kihívást jelentett, mivel a Proxima Centauri nagyon aktív csillag - csillagfáklyáknak kitéve.
"A csillag adatainkat nagyon gyakran és kiemelkedően fújt fel" - mondta. „E hatás korrigálása volt az egyik fő akadály az elemzésünkben. Plusz oldalon a forgási aktivitás meglehetősen visszafogott. A másik kérdésünk az, hogy a MOST 100 percenként kering a Földön, tehát minden egyes adat hiányosságra jutunk, amikor a legtöbb MOST a Föld mögé kerül. ”
A Proxima Centauri környékén exoplanetek keresésére tett erőfeszítéseik különösen az Európai Déli Megfigyelő Intézet közelmúltbeli bejelentésének fényében tükröződnek egy földi exoplanet felfedezéséről a Proxima Centauri lakóövezetében (Proxima b). De az ESO-val összehasonlítva Halvány piros pont projekt, Kipping és csapata különböző módszerekre támaszkodott.
Ahogy Kipping kifejtette, ez a tranzit módszer és a radiális sebesség módszer közötti különbségre vezethető vissza:
„Alapvetően azon bolygókra törekszünk, amelyeknek megfelelő irányba kell haladniuk a csillag homlokfelületén történő áthaladáshoz (vagy elsötétüléshez), míg a sugárirányú sebesség a csillag hullámzó mozgását keresi a keringő bolygó gravitációs hatására adott válaszként. A tranzitvonalak mindig kevésbé valószínűsíthetőek egy adott csillag számára, mert megköveteljük, hogy az igazítás csak megfelelő legyen. A kifizetés azonban az, hogy sokkal többet megtudhatunk a bolygóról, ideértve például a méretét, sűrűségét, légkörét és holdok és gyűrűk jelenlétét. ”
Az elkövetkező hónapokban és években felszólíthatják Kippinget és csapatait, hogy kövessék nyomon az ESO felfedezésének sikerét. Miután a Radial Velocity módszerrel kimutatták a Proxima b-t, most a csillagászoknak kell megbizonyosodni arról, hogy egy másik detektálási módszerrel igazolják-e a bolygó létezését.
Ezenkívül sokat lehet megtanulni egy bolygóról a tranzit módszer révén, ami hasznos lenne, figyelembe véve mindazokat a dolgokat, amelyeket még nem tudunk a Proxima b-ról. Ez magában foglalja a légkörével kapcsolatos információkat, amelyeket a tranzit módszer gyakran spektroszkópiai mérésekkel képes felfedni.
Elegendő mondani, hogy Kipping és munkatársai nagyon izgatottak a Proxima b. Ahogy mondta:
„Ez talán a legfontosabb exoplanet-felfedezés az elmúlt évtizedben. Keserűen csalódást okozna, ha a Proxima b nem halad át, egy olyan bolygó, amely paradox módon olyan közel van, de eddig közel áll ahhoz, hogy képesek vagyunk többet megtudni róla. Számunkra a tranzit nem csupán a torta jegesedése, csupán megerősítő jelként szolgál, hanem inkább az átutazások nyitják meg az ajtót a Proxima intim titkainak megismerésére, a Proxima b egyetlen névtelen adatpontból való változtatására gazdag világba, ahol minden hónapban meghallhatnánk a természet és a karakter új felfedezéseit. ”
Jövő szeptemberében Kipping csatlakozik a Columbia Egyetem karához, ahol folytatja az exoplanetek vadászatát. Csak remélni lehet, hogy azok, akiket kollégái találnak, szintén elérhetőek lesznek!
