U posljednjih trideset godina otkrivene su tisuće izvan-solarnih planeta izvan našeg Sunčevog sustava. Za većinu su ih otkrili Kepler Svemirski teleskop pomoću tehnike koja se zove Tranzitna fotometrija. Za ovu metodu astronomi mjere periodične padove u sjaju zvijezde - koji su rezultat planeta koji prolaze ispred njih u odnosu na promatrača - kako bi potvrdili prisutnost planeta.
Zahvaljujući novom istraživačkom naporu koji je proveo tim profesionalnih i amaterskih astronoma, nešto mnogo manje od planeta nedavno je otkriveno u orbiti oko udaljene zvijezde. Prema novoj studiji koju je objavio istraživački tim, uočeno je šest egzokomita koji kruže oko KIC 3542116, zvijezde spektralnog tipa F2V, smještene 800 svjetlosnih godina od Zemlje. Ti su kometi najmanji dosad otkriveni objekti koji otkrivaju metodu Tranzitne fotometrije.
Studija koja detaljno opisuje njihova otkrića, pod nazivom „Vjerojatno tranzitni egzokometi koje je otkrio Kepler“, nedavno se pojavila u časopisu Mjesečne obavijesti Royal Astronomical Društvo, Tim pod vodstvom Saula Rappaporta iz MIT-ovog Instituta za astrofiziku i svemirska istraživanja Kavli, tim se također sastojao od astronoma amatera, članova Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku (CfA), Sveučilišta u Teksasu, Sveučilišta Northeastern i NASA-inog istraživačkog centra Ames.
Ovo je prvi put da se Tranzitna fotometrija koristi za otkrivanje malih predmeta kao što su komete. Te su komete bile kuglice od leda i prašine - veličine koje se može usporediti s Halleyjevom kometom - za koje je otkriveno da putuju brzinom od oko 160 934 km / h (100 000 mph) prije nego što su isparavale. Istraživači su ih mogli otkriti odabirom njihovih repova, oblaka prašine i plinova koji nastaju kada se komete približe svojoj zvijezdi i počnu sublimirati.
To nije bio lak zadatak, jer su repovi uspjeli prikriti samo desetinu 1% svjetlosti zvijezde. Kao što je Saul Rappaport, koji je ujedno i profesor emeritus fizike na Kavli Institutu za astrofiziku i svemirska istraživanja, objasnio u MIT-ovom priopćenju:
„Nevjerovatno je da se nešto nekoliko reda veličine veće od Zemlje može otkriti samo po tome što emitira puno krhotina. Prilično je impresivno vidjeti tako nešto tako daleko, tako daleko. "
Zasluga za izvorno otkriće pripada Thomasu Jacobsu, astronomu amateru koji živi u Bellevueu u Washingtonu i član je Planet Hunters. Projekt građanskih znanstvenika prvo je osnovalo Sveučilište Yale, a sastoji se od astronoma amatera koji su svoje vrijeme posvetili potrazi za egzoplanetima. Članovima se omogućuje pristup podacima iz Kepler svemirski teleskop u nadi da će primijetiti stvari koje računalni algoritmi mogu propustiti.
Još u siječnju, Jacobs je počeo skenirati četiri godine podataka dobivenih tijekom KeplerGlavna misija. Tijekom ove faze, koja je trajala od 2009. do 2013. Kepler skenirao preko 200.000 zvijezda i obavio mjerenja njihovih svjetlosnih krivulja. Nakon pet mjeseci prosijanja podataka (18. ožujka), primijetio je nekoliko znatiželjnih uzoraka svjetla usred pozadinske buke koja dolazi iz KIC-a 3542116. Kao što je Jacobs rekao:
„Traženje objekata od interesa za Keplerove podatke zahtijeva strpljenje, upornost i upornost. Za mene je to oblik traženja blaga, znajući da postoji zanimljiv događaj koji čeka da bude otkriven. Sve je to istraživanje i lov na koji je malo prije putovalo. "
Naime, Jacobs je tražio znakove pojedinačnih tranzita, koji nisu poput onih koje izazivaju planeti koji kruže oko zvijezde (tj. Periodično). Dok je gledao KIC 3542116, primijetio je tri pojedinačna tranzita, a zatim je upozorio Rappaporta i Andrewa Vanderburga, kao astrofizičara sa Sveučilišta u Teksasu i člana CfA. Jacobs je radio s obojicom muškaraca u prošlosti i želio je njihovo mišljenje o tim nalazima.
Kao što je Rapport podsjetio, postupak interpretacije podataka bio je izazovan, ali koristan. U početku su primijetili da svjetlosni tokovi ne nalikuju onima uzrokovanim planetarnim tranzitima, koji su karakterizirani naglim i oštrim padom svjetlosti, nakon čega je uslijedio nagli uspon. Vremenom je Rapport uočio kako je asimetrija u tri svjetlosna strujanja nalik na one raspadane planete, što su opazili i prije.
"Sjedili smo na tome mjesec dana, jer nismo znali što je - tranziti planeta ne izgledaju tako", rekao je Rappaport. "Tada mi je palo na pamet da:" Hej, ovo izgledaju kao nešto što smo vidjeli prije "... Mislili smo da je jedino tijelo koje može učiniti istu stvar, a ne ponoviti, koje je na kraju vjerojatno uništeno. Jedino što odgovara računu, a ima dovoljno malu masu da se uništi, je kometa. "
Na temelju njihovih izračuna, koji su pokazali da je svaki komet blokirao oko jedne desetine 1% zvijezde, istraživački tim zaključio je da se kometa vjerojatno potpuno raspadala, stvarajući trag prašine koji je bio dovoljan da blokira svjetlost nekoliko mjeseci prije nestao je. Nakon dodatnih promatranja, također su primijetili još tri tranzita u istom vremenskom razdoblju koji su bili slični onima koje je primijetio Jacobs.
Činjenica da se čini da je ovih šest egzokomita prešlo vrlo blizu svojoj zvijezdi u posljednje četiri godine postavlja zanimljiva pitanja, a odgovaranje na njih moglo bi imati drastične posljedice za ekstra-solarna istraživanja. To bi također moglo unaprijediti naše razumijevanje vlastitog Sunčevog sustava. Kao što je Vanderburg objasnio:
"Zašto postoji toliko kometa u unutrašnjim dijelovima ovih solarnih sustava? Je li ovo ekstremno razdoblje bombardiranja u tim sustavima? To je bio zaista važan dio našeg formiranja Sunčevog sustava i možda je donio vodu na Zemlju. Možda bi proučavanje egzokomita i otkrivanje zašto se nalaze oko ove vrste zvijezda moglo nam dati uvid u to kako se bombardiranje događa u drugim solarnim sustavima. "
Između 4,1 i 3,8 milijardi godina, Sunčev sustav je također doživio razdoblje intenzivnog djelovanja kometa poznato kao Kasno teško bombardiranje. Za to vrijeme se vjeruje da asteroidi i kometi redovno utječu na tijela u unutarnjem Sunčevom sustavu. Zanimljivo je da se vjeruje da je ovo razdoblje teškog bombardiranja odgovorno za distribuciju vode na Zemlju i ostale zemaljske planete.
Kao što je napomenuto, KIC 3542116 pripada spektralnom tipu F2V, žuto-bijeloj klasi zvijezda koja je obično 1 do 1,4 puta masivnija od našeg Sunca i prilično svijetla. Budući da je veličinom i masom sličan našem Suncu, moguće je da je razdoblje bombardiranja koje proživljava slično onome kroz koji je prošao Sunčev sustav. Stoga, ako ga promatramo, možemo nam puno reći o tome kako je slična aktivnost utjecala na razvoj našeg Sunčevog sustava prije nekoliko milijardi godina.
Uz to što je značaj studije za proučavanje astrofizike i astronomije, on ujedno pokazuje važnu ulogu koju danas igraju znanstvenici građana. Da nije bilo neumornog posla koji je obavljao Jacobs, koji prosipa Keplerove podatke između radnog dana i vikenda, ovo otkriće ne bi bilo moguće.
"Mogao bih imenovati 10 vrsta stvari koje su ovi ljudi pronašli u Keplerovim podacima koje algoritmi nisu mogli pronaći, zbog sposobnosti prepoznavanja uzorka u ljudskom oku", rekao je Rappaport. „Sada biste mogli napisati računalni algoritam da biste pronašli takav oblik komete. Ali oni su promašeni u ranijim potragama. Bili su dovoljno duboki, ali nisu imali pravi oblik koji je programiran u algoritme. Mislim da bi bilo pošteno reći da to niti jedan algoritam nikad ne bi pronašao. "
U budućnosti, istraživački tim očekuje da će razmještanje tranzitnih satelita za istraživanje egzoplaneta (TESS) - koji će voditi MIT - nastaviti provoditi vrstu istraživanja koje je proveo Kepler.
