Viimase kolmekümne aasta jooksul on meie päikesesüsteemist kaugemale avastatud tuhandeid päikeseväliseid planeete. Enamasti on need tuvastanud Kepler Kosmoseteleskoop kasutades tehnikat, mida nimetatakse transiidifotomeetriaks. Selle meetodi puhul mõõdavad astronoomid tähe heleduses perioodilisi langusi - mis tulenevad sellest, et planeedid lähevad vaatleja suhtes nende ees - planeetide olemasolu kinnitamiseks.
Tänu professionaalsete ja amatöör-astronoomide meeskonna poolt läbi viidud uuele uurimistööle avastati hiljuti kauge tähe ümber tiirlev midagi planeedist palju väiksemat. Uurimisrühma avaldatud uue uuringu kohaselt täheldati KIC 3542116, spektritüüpi F2V tähe, mis asub 800 valgusaasta kaugusel Maast, ümber tiirlemas kuut eksokomeeti. Need komeedid on seni väikseimad objektid, mis tuvastavad transiidifotomeetria meetodit.
Nende tulemusi üksikasjalikult kirjeldav uuring pealkirjaga „Kepleri tuvastatud tõenäoline transiit eksomeetrid“ ilmus hiljuti Kuu teated kuningliku astronoomia kohta Ühiskond. MIT Kavli astrofüüsika ja kosmoseuuringute instituudi Saul Rappaporti juhitud meeskond koosnes ka amatöör-astronoomidest, Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse (CfA), Texase ülikooli Kirdeülikooli ja NASA Amesi uurimiskeskuse liikmetest.
See on esimene kord, kui transiidifotomeetriat kasutatakse nii väikeste objektide kui komeetide tuvastamiseks. Need komeedid olid jää- ja tolmupallid - suurusega võrreldavad Halley komeediga -, mis leiti, et nad liikusid enne aurustumist kiirusega umbes 160 934 km / h (100 000 mph). Teadlased suutsid neid tuvastada, valides välja nende sabad, tolmu- ja gaasipilved, mis tekivad, kui komeedid lähevad tähele lähemale ja hakkavad sublimeeruma.
See polnud kerge ülesanne, kuna sabad suutsid varjata ainult umbes kümnendiku 1% tähevalgusest. Nagu Saul Rappaport, kes on ka Kavli astrofüüsika ja kosmoseuuringute instituudi füüsika emeriitprofessor, selgitas MIT-i pressiteates:
„On hämmastav, et Maaga võrreldes mitu suurusjärku väiksemat suurusjärku saab tuvastada just seetõttu, et see eraldab palju prahti. Päris muljetavaldav on näha midagi nii väikest, nii kaugel. ”
Krediit originaalse avastamise eest läheb Washingtonis Bellevues elavale amatöör-astronoomile Thomas Jacobsile, kes on Planet Huntersi liige. Selle kodaniku-teadlase projekti asutas esmakordselt Yale'i ülikool ja see koosneb amatöör-astronoomidest, kes pühendasid oma aja eksoplaneetide otsimisele. Liikmetele antakse juurdepääs organisatsiooni Kepleri kosmoseteleskoop lootuses, et nad märkavad asju, millest arvutialgoritmid võivad puududa.
Jaanuaris hakkas Jacobs skaneerima nelja aasta jooksul kogutud andmeid KeplerPeamine missioon. Selles etapis, mis kestis 2009. – 2013. Kepler skaneeris üle 200 000 tähe ja mõõtis nende valguskõverad. Pärast viis kuud andmete sirvimist (18. märtsil) märkas ta mitmeid uudishimulikke valguse mustreid, mis olid pärit KIC 3542116 taustmürast. Nagu Jacobs ütles:
“Kepleri andmetest huvipakkuvate objektide otsimine nõuab kannatlikkust, püsivust ja visadust. Minu jaoks on see aardejahi vorm, teades, et avastamist ootab huvitav sündmus. See kõik on seotud uurimisega ja jahil viibimisega, kuhu vähesed on varem reisinud. ”
Nimelt otsis Jacobs üksikute transiitide märke, mis pole sarnased sellistele, mida põhjustavad tähe tiirlevad planeedid (s.o perioodilised). KIC 3542116-d vaadates märkas ta kolme üksikut transiiti ja hoiatas seejärel Rappaporti ja Andrew Vanderburgi, kes on Texase ülikooli astrofüüsik ja CfA liige. Jacobs oli varem mõlema mehega koostööd teinud ja soovinud nende leidude kohta nende arvamust.
Nagu raportöör meenutas, oli andmete tõlgendamise protsess keeruline, kuid rahuldust pakkuv. Algselt märkisid nad, et valguskõverad ei sarnanenud planeeditransiitide põhjustatud sündmustega, mida iseloomustab järsk ja järsk valguse langus, millele järgneb järsk tõus. Aja jooksul märkis Rapport, et kolmes heledas kõveras asümmeetria sarnanes lagunenud planeetide omaga, mida nad olid varem täheldanud.
"Istusime sellel kuu aega, sest me ei teadnud, mis see on - planeedi transiit ei näe selline välja," ütles Rappaport. “Siis juhtus mulle, et“ hei, need näevad välja nagu midagi sellist, mida oleme varem näinud ”... Arvasime, et ainus keha, mis suudab sama teha ja mitte korrata, on selline, mis tõenäoliselt lõpuks hävitatakse. Ainus asi, mis sobib arvele ja millel on hävitamiseks piisavalt väike mass, on komeet. ”
Nende arvutuste põhjal, mis näitasid, et iga komeet blokeeris umbes ühe kümnendiku 1% tähevalgusest, järeldas uurimisrühm, et komeet lagunes tõenäoliselt täielikult, luues tolmujälje, mis oli piisav, et mitu kuud enne valgust välja lülitada see kadus. Pärast täiendavate vaatluste tegemist märkasid nad samal perioodil ka veel kolme transiiti, mis olid sarnased Jacobsi märkatuga.
Tõsiasi, et need kuus eksokomeeti näivad viimase nelja aasta jooksul oma tähe lähedale liikunud, tekitab huvitavaid küsimusi ja neile vastamine võib päikeseenergiavälistele uuringutele drastiliselt mõjutada. See võib edendada ka meie arusaamist meie enda päikesesüsteemist. Nagu Vanderburg selgitas:
“Miks on nende päikesesüsteemide sisemistes osades nii palju komeete? Kas see on nendes süsteemides äärmuslik pommitamise ajastu? See oli tõeliselt oluline osa meie enda päikesesüsteemi kujunemisest ja võis tuua Maale vett. Võib-olla võiks eksokomeetide uurimine ja nuputamine, miks neid seda tüüpi tähtede ümber leidub, anda meile mõne ülevaate sellest, kuidas teistes päikesesüsteemides pommitamine toimub. ”
Ajavahemikul 4,1–3,8 miljardit aastat koges Päikesesüsteem ka intensiivse komeetitegevuse perioodi, mida tunti Hilise raske pommitamise nime all. Arvatakse, et selle aja jooksul on asteroidid ja komeedid mõjutanud Päikesesüsteemi sisemisi kehasid regulaarselt. Huvitav on see, et arvatakse, et see raske pommitamise periood oli vee jaotus Maale ja teistele maapealsetele planeetidele.
Nagu märgitud, kuulub KIC 3542116 spektritüüpi F2V, mis on kollakasvalge täheklass, mis on tavaliselt 1–1,4 korda massiivsem kui meie Päike ja üsna hele. Kuna see on suuruse ja massi poolest võrreldav meie Päikesega, on võimalik, et tema kogetav pommitusperiood sarnaneb Päikesesüsteemi läbimisega. Selle lahtiütlemine võiks seetõttu meile öelda palju sellest, kuidas sarnane tegevus mõjutas meie päikesesüsteemi arengut miljardeid aastaid tagasi.
Lisaks uuringu olulisusele astrofüüsika ja astronoomia uurimisel näitab see ka kodanike teadlaste olulist rolli tänapäeval. Kui see poleks väsimatu töö, mida tegi Jacobs, kes kogub Kepleri andmeid oma päevatöö ja nädalavahetuste vahel, poleks see avastus olnud võimalik.
"Ma võiksin nimetada 10 tüüpi asju, mida need inimesed on Kepleri andmetes leidnud, mida algoritmid ei leidnud inimese silmis mustri äratundmise võime tõttu," ütles Rappaport. “Sellise komeedi kuju leidmiseks võiks nüüd kirjutada arvutialgoritmi. Kuid varasemates otsingutes jäid nad vahele. Need olid piisavalt sügavad, kuid neil ei olnud algoritmidesse programmeeritud õiget kuju. Ma arvan, et on õiglane öelda, et seda poleks kunagi leidnud ükski algoritm. ”
Tulevikus loodab uurimisrühm, et kasutuselevõtuga Exit Planet Survey Satellite (TESS) - mida juhib MIT - jätkatakse Kepleri teostatud uuringutüüpi.
