Nájsť exoplanety je ťažká práca. Okrem toho, že vyžaduje vážne sofistikované nástroje, berie do úvahy aj tímy odhodlaných vedcov; ľudia ochotní naliať na množstvo údajov, aby našli dôkaz vzdialených svetov. Profesor Kipping, astronóm so sídlom v Harvard-Smithsonianskom centre pre astrofyziku, je jednou z takýchto osôb.
V astronomickej komunite je Kipping najlepšie známy pre svoju prácu s exomoonmi. Jeho výskum sa však vzťahuje aj na štúdium a charakterizáciu exoplanet, ktoré sleduje so svojimi kolegami v laboratóriu Cool Worlds na Columbia University. A čo ho v posledných rokoch najviac zaujímalo, je nájdenie exoplanet okolo najbližšieho suseda našej Slnka - Proxima Centauri.
Kipping sa opisuje ako „modelár“, kombinujúci nové teoretické modelovanie s modernými technikami analýzy štatistických údajov aplikovanými na pozorovania. Je tiež hlavným vyšetrovateľom (PI) Lov na exomoony s Keplerom (HEK) a člen na Harvard College Observatory. Posledných pár rokov sa spolu so svojím tímom venovali lovu exoplanet do miestneho hviezdneho susedstva.
Inšpirácia pre toto hľadanie siaha až do roku 2012, keď bol Kipping na konferencii, a počul správy o sérii exoplanet, ktoré sa objavujú okolo Keplera 42 (aka. KOI-961). Použitím údajov z Keplerovej misie tím z Kalifornského technologického inštitútu objavil tri exoplanety obiehajúce okolo tejto červenej trpasličej hviezdy, ktorá sa nachádza asi 126 svetelných rokov od Zeme.
V tom čase si Kipping pripomenul, ako autor štúdie - profesor Philip Steven Muirhead, teraz docent na Inštitúte pre astrofyzikálny výskum na Bostonskej univerzite - poznamenal, že tento hviezdny systém vyzerá podobne ako naše najbližšie červené trpasličí hviezdy - Barnardova hviezda a Proxima Centauri.
Okrem toho sa planéty Kepler 42 dali ľahko zistiť, pretože ich blízkosť k hviezde znamenala, že okolo jedného dňa dokončili orbitálnu periódu. Keďže pravidelne prechádzajú pred svojou hviezdou, šance na ich pozorovanie pomocou metódy tranzitu boli dobré.
Ako povedal prof. Kipping e-mailom časopisu Space Magazine, toto bol „ah-ha moment“, ktorý ho inšpiroval k tomu, aby sa pozrel na Proxima Centauri, aby zistil, či má aj systém planét:
"Inšpirovali sme objavom planét prechádzajúcich cez KOI-961 Phil Muirhead a jeho tím pomocou Keplerových údajov." Hviezda je veľmi podobná Proxime, neskoro trpaslíkovi, ktorý má tri planéty pod zemou veľmi blízko hviezdy. Uvedomil som si, že ak by bol tento systém okolo Proximy, pravdepodobnosť tranzitu by bola 10% a malá veľkosť hviezdy by viedla k celkom detekovateľným signálom. “
V podstate si Kipping uvedomil, že ak by taký planétový systém existoval aj okolo Proxima Centauri, hviezdy s podobnými charakteristikami, bolo by ich veľmi ľahké odhaliť. Potom sa on a jeho tím pokúsili rezervovať čas pomocou vesmírneho teleskopu. V rokoch 2014 - 2015 dostali povolenie na použitie satelitu Kanadskej vesmírnej agentúry pre mikrovariabilitu a osciláciu hviezd (MOST).
Satelit MOST, ktorý má približne rovnakú veľkosť ako kufor, váži iba 54 kg a je vybavený ďalekohľadom s ultra vysokým rozlíšením, ktoré meria iba 15 cm v priemere. Je to prvý kanadský vedecký satelit, ktorý bol umiestnený na obežnú dráhu za 33 rokov, a bol prvým vesmírnym teleskopom, ktorý bol úplne navrhnutý a postavený v Kanade.
Napriek svojej veľkosti je MOST desaťkrát citlivejšia ako Hubbleov vesmírny teleskop. Okrem toho Kipping a jeho tím vedeli, že misia hľadať tranzitné exoplanety okolo Proxima Centauri by bola príliš riskantná pre niečo ako Hubble. V skutočnosti CSA pôvodne zamietli ich žiadosti z toho istého dôvodu.
„Najčastejšie nás popierali, pretože sa chceli pozrieť na Alphu Centauri po oznámení Dumusque et al. planéty, “povedal Kipping. "Tak pochopiteľne, Proxima, pre ktorú neboli v tom čase známe žiadne planéty, nebola taká vysoká priorita ako Alpha Cen." Nikdy sme sa ani nepokúšali o Hubbleov čas, bolo by to obrovskú požiadavku pozerať HST na jednu hviezdu mesiace a nakoniec len 10% šancu na úspech. “
Do roku 2014 a 2015 si zabezpečili povolenie na používanie MOST a Proxima Centauri pozorovali dvakrát - v máji oboch rokov. Z toho získali mesačnú a polovičnú hodnotu kozmickej fotometrie, ktorú v súčasnosti spracovávajú, aby našli tranzity. Ako vysvetlil Kipping, bolo to dosť náročné, pretože Proxima Centauri je veľmi aktívna hviezda - podlieha svetlu.
"Hviezda v našich údajoch veľmi často a výrazne vzbúrila," uviedol. „Náprava tohto účinku bola jednou z hlavných prekážok v našej analýze. Pozitívne je, že rotačná aktivita je pomerne utlmená. Ďalším problémom, ktorý tu máme, je to, že NABÍDKA NAJVÄČŠIEHO OBRAZU raz za 100 minút, takže získavame medzery v údajoch zakaždým, keď sa väčšina dostane za Zem.
Ich snahy nájsť exoplanety v okolí Proxima Centauri sú obzvlášť významné vzhľadom na nedávne oznámenie Európskeho južného observatória o objave pozemského exoplanetu v zóne Proxima Centauri (Proxima b). Ale v porovnaní s ESO Bledo červená bodka Kipping a jeho tím sa spoliehali na rôzne metódy.
Ako vysvetlil Kipping, došlo k rozdielu medzi metódou tranzitu a metódou radiálnej rýchlosti:
„V podstate hľadáme planéty, ktoré majú správne zarovnanie na tranzit (alebo zatmenie) cez tvár hviezdy, zatiaľ čo radiálne rýchlosti hľadajú kolísavý pohyb hviezdy v reakcii na gravitačný vplyv obiehajúcej planéty. Prechody majú vždy menšiu pravdepodobnosť úspechu pre danú hviezdu, pretože požadujeme, aby zarovnanie bolo správne. Prínosom však je, že sa môžeme dozvedieť viac o planéte, vrátane vecí, ako je jej veľkosť, hustota, atmosféra a prítomnosť mesiacov a krúžkov. “
V nasledujúcich mesiacoch a rokoch môže byť Kipping a jeho tím vyzvaní, aby nadviazali na úspech objavu ESO. Po detekcii Proxima b pomocou metódy radiálnej rýchlosti teraz astronómom leží na potvrdení existencie tejto planéty pomocou inej metódy detekcie.
Okrem toho sa dá veľa dozvedieť o planéte prostredníctvom Tranzitnej metódy, čo by bolo užitočné vzhľadom na všetky veci, ktoré o Proxime b stále nevieme. Patria sem informácie o jeho atmosfére, ktorú Transitská metóda často dokáže odhaliť pomocou spektroskopických meraní.
Stačí povedať, že Kipping a jeho kolegovia sú veľmi nadšení oznámením spoločnosti Proxima b. Ako to povedal:
„Toto je možno najdôležitejší objav exoplanety za posledné desaťročie. Bolo by horko sklamaním, ak by Proxima b neprešiel tranzitnou planétou, ktorá je zatiaľ paradoxne tak blízko z hľadiska našej schopnosti dozvedieť sa o nej viac. Pre nás by tranzity neboli iba čerešničkou na torte a slúžili by len ako potvrdzovací signál - skôr by to viedlo k otvoreniu dverí k učeniu intímnych tajomstiev Proximy, pričom zmena Proximy b z jedného anonymného údajového bodu smerovala do bohatého sveta, kde každý mesiac sme počuli o nových objektoch jej povahy a charakteru. “
Tento rok v septembri sa Kipping pripojí k fakulte na Columbijskej univerzite, kde bude pokračovať v hľadaní exoplanet. Dá sa len dúfať, že tí, ktorých on a jeho kolegovia považujú, sú tiež na dosah!
