Za posledných tridsať rokov sa objavili tisíce extra-solárnych planét mimo našej slnečnej sústavy. Z veľkej časti ich zistil úrad Kepler Vesmírny ďalekohľad pomocou techniky nazývanej tranzitná fotometria. Pri tejto metóde astronómovia merajú periodické poklesy v jasu hviezdy - ktoré sú výsledkom planét prechádzajúcich pred nimi vo vzťahu k pozorovateľovi - na potvrdenie prítomnosti planét.
Vďaka novému výskumnému úsiliu, ktoré uskutočnil tím profesionálnych a amatérskych astronómov, sa nedávno objavilo niečo oveľa menšie ako planéty obiehajúce vzdialenú hviezdu. Podľa novej štúdie uverejnenej výskumným tímom bolo okolo KIC 3542116, spektrálnej hviezdy typu F2V vzdialenej 800 svetelných rokov od Zeme, pozorovaných šesť exokomátov. Tieto kométy sú doteraz najmenšími objektmi detekujúcimi metódu tranzitnej fotometrie.
Štúdia, ktorá podrobne popisuje ich zistenia s názvom „Pravdepodobne prechádzajúce exokomety zistené Keplerom“, sa nedávno objavila v Mesačné oznámenia o kráľovskej astronomii spoločnosť, Tím vedený Saulom Rappaportom z Inštitútu pre astrofyziku a vesmírny výskum MIT v MIT bol tím tiež zložený z amatérskych astronómov, členov Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku (CfA), University of Texas, Northeastern University a NASA's Ames Research Center.
Toto je prvýkrát, čo sa Transit Photometry použila na detekciu objektov malých ako sú kométy. Tieto kométy boli guľôčky ľadu a prachu - porovnateľné čo do veľkosti s Halleyovou kométou, o ktorých sa zistilo, že cestujú rýchlosťou približne 160 934 km / h (100 000 mph), než sa odparia. Vedci ich dokázali odhaliť pomocou chvostov, oblakov prachu a plynu, ktoré sa tvoria, keď sa kométy priblížia k svojej hviezde a začnú sublimovať.
Nebola to ľahká úloha, pretože chvostom sa podarilo zakryť len asi desatinu 1% svetla hviezdy. Ako uviedol Saul Rappaport, ktorý je zároveň profesorom fyziky na Inštitúte pre astrofyziku a vesmírny výskum v Kavli, v tlačovej správe MIT uviedol:
„Je úžasné, že niečo o niekoľko rádov menších ako Zem je možné zistiť len tým, že emituje veľa trosiek. Je dosť pôsobivé vidieť niečo také malé, tak ďaleko. “
Kredit za pôvodnú detekciu patrí Thomasovi Jacobsovi, amatérskemu astronómovi, ktorý žije v Bellevue vo Washingtone a je členom Planet Hunters. Tento občiansky vedecký projekt bol prvýkrát založený univerzitou v Yale a pozostáva z amatérskych astronómov, ktorí venovali svoj čas hľadaniu exoplanet. Členom sa poskytuje prístup k údajom z internetu Keplerov vesmírny teleskop v nádeji, že si všimnú veci, ktorým by počítačové algoritmy mohli chýbať.
Už v januári začal Jacobs skenovať údaje získané počas štyroch rokov KeplerJeho hlavnou úlohou. Počas tejto fázy, ktorá trvala od roku 2009 do roku 2013, Kepler naskenovalo viac ako 200 000 hviezd a vykonalo merania ich svetelných kriviek. Po piatich mesiacoch preosievania dát (18. marca) si všimol niekoľko podivných svetelných obrazcov uprostred hluku pozadia pochádzajúceho z KIC 3542116. Ako Jacobs povedal:
„Hľadanie predmetov záujmu o údaje Keplera vyžaduje trpezlivosť, vytrvalosť a vytrvalosť. Pre mňa je to forma lovu pokladov s vedomím, že na objavenie čaká zaujímavá udalosť. Je to všetko o prieskume a hľadaní lovu, kam predtým cestovalo málo ľudí. “
Konkrétne Jacobs hľadal príznaky jednotlivých tranzitov, ktoré nie sú podobné tým, ktoré sú spôsobené planétami obiehajúcimi okolo hviezdy (t. J. Periodické). Pri pohľade na KIC 3542116 si všimol tri jednoduché tranzity a potom upozornil Rappaporta a Andrewa Vanderburga ako astrofyzika na Texaskej univerzite a člena CfA. Jacobs v minulosti spolupracoval s oboma mužmi a chcel ich názor na tieto zistenia.
Ako pripomenul Rapport, proces interpretácie údajov bol náročný, ale prospešný. Spočiatku poznamenali, že svetelné lúče sa podobajú svetelným lúčom spôsobeným planétovými tranzitmi, ktoré sa vyznačujú náhlym a prudkým poklesom svetla, po ktorom nasleduje prudký nárast. V priebehu času si Rapport všimol asymetriu v troch svetelných trasách, ktorá sa podobala na tie rozpadnuté planéty, ktoré pozorovali predtým.
"Sedeli sme o tom mesiac, pretože sme nevedeli, čo to je - tranzitné planéty nevyzerajú takto," uviedol Rappaport. „Potom mi napadlo, že„ Hej, vyzerajú ako niečo, čo sme predtým videli… “Mysleli sme si, že jediný druh tela, ktorý dokáže urobiť to isté a nie opakovať, je ten, ktorý sa nakoniec nakoniec zničí. Jediná vec, ktorá sa zmestí na účet a má dosť malú hmotnosť, aby sa zničila, je kométa. “
Vedci na základe svojich výpočtov, ktoré naznačili, že každá kométa zablokovala približne jednu desatinu 1% svetla hviezdy, dospeli k záveru, že kométa sa pravdepodobne úplne rozpadla a vytvorila stopu prachu, ktorá stačila na zablokovanie svetla niekoľko mesiacov predtým. zmizlo. Po vykonaní ďalších pozorovaní zaznamenali v rovnakom časovom období ďalšie tri tranzity, ktoré boli podobné tým, ktoré si všimol Jacobs.
Skutočnosť, že sa zdá, že týchto šesť exokomátov prešlo za posledné štyri roky veľmi blízko k svojej hviezde, vyvoláva niekoľko zaujímavých otázok a ich zodpovedanie by mohlo mať drastické dôsledky pre mimoslnečný výskum. Mohlo by to tiež zlepšiť naše chápanie našej vlastnej slnečnej sústavy. Ako vysvetlil Vanderburg:
„Prečo je vo vnútorných častiach týchto slnečných systémov toľko komét? Je v týchto systémoch éra extrémneho bombardovania? To bola skutočne dôležitá súčasť našej vlastnej formácie slnečnej sústavy a možno priviedla vodu na Zem. Možno by sme mohli študovať exokomety a zistiť, prečo sa nachádzajú okolo tohto typu hviezdy ... mohli by sme nám poskytnúť nejaký pohľad na to, ako sa stáva bombardovanie v iných solárnych systémoch. ““
Pred 4,1 až 3,8 miliardami rokov prebehla slnečná sústava obdobím intenzívnej kometovej činnosti známej ako neskoré ťažké bombardovanie. Počas tejto doby sa predpokladá, že asteroidy a kométy pravidelne narúšali telá vo vnútornej slnečnej sústave. Je zaujímavé, že toto obdobie silného bombardovania je podľa všetkého zodpovedné za distribúciu vody na Zem a ďalšie pozemské planéty.
Ako už bolo uvedené, KIC 3542116 patrí do spektrálneho typu F2V, žlto-bielej triedy hviezd, ktorá je zvyčajne 1 až 1,4-krát hmotnejšia ako naše Slnko a celkom jasná. Pretože je veľkosť a hmotnosť porovnateľná s našim Slnkom, je možné, že obdobie bombardovania, ktoré prežíva, je podobné tomu, čo prešla Slnečná sústava. Sledovanie tohto vývoja by nám teda mohlo povedať veľa o tom, ako podobná aktivita ovplyvnila vývoj našej slnečnej sústavy pred miliardami rokov.
Okrem významu štúdie pre štúdium astrofyziky a astronómie poukazuje aj na dôležitú úlohu, ktorú dnes vedci hrajú. Keby to nebolo pre neúnavnú prácu Jacobsa, ktorý preosieva údaje Keplera medzi prácou svojho denného zamestnania a cez víkendy, tento objav by nebol možný.
„V Keplerových údajoch by som mohol pomenovať 10 druhov vecí, ktoré títo ľudia našli kvôli algoritmom na rozpoznávanie vzorcov v ľudskom oku,“ uviedol Rappaport. „Teraz môžete napísať počítačový algoritmus na nájdenie tohto druhu kométy. Pri minulých vyhľadávaniach však zmeškali. Boli dosť hlboké, ale nemali správny tvar, ktorý bol naprogramovaný do algoritmov. Myslím si, že je spravodlivé povedať, že by to žiadny algoritmus nikdy nenašiel. “
Výskumný tím očakáva, že v budúcnosti bude družicový prieskum Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), ktorý bude viesť MIT, pokračovať vo vykonávaní výskumu uskutočňovaného spoločnosťou Kepler.
