За останні тридцять років було виявлено тисячі позасонячних планет поза нашою Сонячною системою. Здебільшого вони були виявлені Кеплер Космічний телескоп використовуючи методику під назвою Транзитна фотометрія. Для цього методу астрономи вимірюють періодичні занурення в яскравості зірки - це результат планет, що проходять перед ними відносно спостерігача - для підтвердження присутності планет.
Завдяки новим дослідницьким зусиллям, проведеним командою астрономів-професіоналів та аматорів, нещодавно було виявлено орбіту планети на далекій зірці. Згідно з новим дослідженням, опублікованим дослідницькою групою, шість екзокомет спостерігалися на орбіті навколо KIC 3542116, зірки спектрального типу F2V, розташованої за 800 світлових років від Землі. Ці комети є найменшими на сьогодні об'єктами, що виявляють метод транзитної фотометрії.
Дослідження, в якому детально описуються їхні висновки, під назвою "Вірогідні транзитні екзокомети, виявлені Кеплером", нещодавно з'явилося в Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного Суспільство. Команда під керівництвом Саула Раппопорта з Інституту астрофізики та космічних досліджень MIT, який також складався з астрономів-аматорів, членів Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики (CfA), Техаського університету, Північно-Східного університету та Науково-дослідного центру Еймса НАСА.
Це вперше транзитна фотометрія була використана для виявлення об'єктів, малих як комети. Ці комети були кулями льоду та пилу - порівнянні за розмірами з Кометою Галлея - які, як було виявлено, подорожували зі швидкістю близько 160 934 км / год (100 000 миль / год), перш ніж випаровувалися. Дослідники змогли їх виявити, підібравши їхні хвости, хмари пилу та газу, які утворюються, коли комети наближаються до своєї зірки та починають сублімувати.
Це було нелегким завданням, оскільки хвости зуміли затемнити лише близько десятої частини 1% світла зірки. Як пояснив у прес-релізі MIT Саул Раппопорт, який також є професором фізики Інституту астрофізики та космічних досліджень Кавлі:
"Дивно, що щось на кілька порядків менше, ніж Земля, можна виявити лише за рахунок того, що воно викидає багато сміття. Досить вражаюче бачити щось таке маленьке, настільки далеко ».
Заслуга за оригінальне виявлення належить Томасу Джейкобсу, астроному-аматору, який живе в Бельвеу, штат Вашингтон, і є членом Мисливців на планету. Цей проект вченого громадянина був вперше створений Єльським університетом і складається з астрономів-аматорів, які присвятили свій час пошукам екзопланет. Учасникам надається доступ до даних з Космічний телескоп Kepler сподіваючись, що вони помітять речі, які можуть пропустити комп’ютерні алгоритми.
Ще в січні Джейкобс почав сканувати дані, отримані протягом чотирьох років КеплерОсновна місія. Під час цієї фази, яка тривала з 2009 по 2013 рік, Кеплер сканував понад 200 000 зірок і провів вимірювання їх кривих світла. Після п'яти місяців просіювання даних (18 березня) він помітив кілька цікавих світлих моделей на тлі фонового шуму, що надходить від KIC 3542116. Як сказав Джейкобс:
«Пошук об'єктів, що цікавлять дані Кеплера, вимагає терпіння, наполегливості та наполегливості. Для мене це форма пошуку скарбів, знаючи, що там чекають цікавої події. Вся справа в розвідці та на полюванні, куди раніше мало хто їздив ».
Зокрема, Джейкобс шукав ознаки поодиноких транзитів, не схожих на ті, які викликані планетами, які обертаються навколо зірки (тобто періодично). Переглядаючи KIC 3542116, він помітив три одиночні транзити, а потім попередив Раппопорта та Ендрю Вандербурга, як астрофізика Техаського університету та члена CfA. Якобс раніше працював з обома чоловіками і хотів їх думки щодо цих знахідок.
Як нагадав Раппорт, процес інтерпретації даних був складним, але корисним. Спочатку вони відзначали, що світлові потоки не нагадують тих, викликаних планетарними транзитами, для яких характерне раптове і різке падіння світла з подальшим різким підйомом. З часом Раппорт зазначив, що асиметрія у трьох світлових потоках нагадувала ті, що розпадалися планети, які вони спостерігали раніше.
"Ми сиділи на цьому місяць, тому що ми не знали, що це - транзити планети не схожі на це", - сказав Раппорт. "Тоді мені спало на думку, що" Ей, вони схожі на те, що ми бачили раніше "... Ми думали, що єдиний вид тіла, який може зробити те саме, а не повторюватись, - це те, що, мабуть, руйнується в підсумку. Єдине, що відповідає законопроекту і має достатньо малу масу, щоб його знищити, - це комета ».
Виходячи з їхніх розрахунків, які вказували на те, що кожна комета блокувала приблизно одну десяту частину 1% світла зірки, дослідницька група зробила висновок, що комета, ймовірно, повністю розпалася, створюючи пиловий слід, достатній для блокування світла за кілька місяців до воно зникло. Провівши додаткові спостереження, вони також відзначили ще три транзити за той же проміжок часу, які були подібні до тих, які помітив Якобс.
Той факт, що ці шість екзокомет за останні чотири роки перейшли дуже близько до своєї зірки, викликає цікаві питання, і відповідь на них може мати кардинальні наслідки для позасонячних досліджень. Це також може просунути наше розуміння власної Сонячної системи. Як пояснив Вандербург:
"Чому у внутрішніх частинах цих сонячних систем стільки комет? Це надзвичайно епоха обстрілів у цих системах? Це було дійсно важливою частиною формування нашої Сонячної системи і, можливо, принесло воду на Землю. Можливо, вивчення екзокомет і з'ясування того, чому вони виявляються навколо цього типу зірки ... може дати нам деяке уявлення про те, як відбувається обстріл в інших сонячних системах ".
Між 4,1 і 3,8 мільярда років тому Сонячна система також пережила період інтенсивної кометної діяльності, відомий як Пізня тяжка бомбардування. За цей час, як вважають, астероїди та комети регулярно впливають на тіла у внутрішній Сонячній системі. Цікаво, що цей період важких обстрілів вважається тим, що відповідав за розподіл води на Землю та інші планети Землі.
Як зазначалося, KIC 3542116 належить до спектрального типу F2V, жовто-білого класу зірки, який, як правило, в 1 - 1,4 рази масивніший за наше Сонце і досить яскравий. Оскільки за розмірами та масою вона порівнянна з нашим Сонцем, можливо, період бомбардування, який він переживає, схожий на те, що пройшла Сонячна система. Отже, спостерігаючи за його розгортанням, ми можемо багато розповісти про те, як подібна діяльність вплинула на еволюцію нашої Сонячної системи мільярди років тому.
Окрім значення дослідження для вивчення астрофізики та астрономії, воно також демонструє важливу роль, яку сьогодні грають громадянські вчені. Якби не невтомна робота, яку виконував Джейкобс, який просіює дані Кеплера між роботою повсякденній роботі та вихідними, це відкриття не було б можливим.
"Я міг би назвати 10 типів речей, які ці люди знайшли у даних Кеплера, які алгоритми не змогли знайти через здатність розпізнавання образів у людському оці", - сказав Раппопорт. «Ви можете зараз написати комп’ютерний алгоритм для пошуку такої форми комети. Але вони були пропущені в попередніх обшуках. Вони були досить глибокими, але не мали правильної форми, запрограмованої в алгоритми. Я думаю, що справедливо сказати, що це ніколи не було б знайдено жодним алгоритмом ».
Надалі дослідницька група очікує, що розгортання транзитного супутника обстеження екзопланет (TESS) - яким керуватиме MIT - продовжить проводити тип досліджень, проведених Кеплером.
