Viimeisen kolmenkymmenen vuoden aikana aurinkokunnan ulkopuolelle on löydetty tuhansia aurinkoon kuulumattomia planeettoja. Suurin osa niistä on havainnut Kepler Avaruusteleskooppi käyttäen tekniikkaa nimeltä Transit Photometry. Tätä menetelmää varten tähtitieteilijät mittaavat jaksottaiset tähtien vaaleudessa - mikä johtuu planeettojen kulkiessa edessä tarkkailijaan nähden - planeettojen läsnäolon varmistamiseksi.
Ammatti- ja amatööri-tähtitieteilijöiden ryhmän suorittaman uuden tutkimusponnistuksen ansiosta kaukaisen tähden kiertäessä äskettäin havaittiin jotain paljon pienempiä kuin planeettoja. Tutkimusryhmän julkaiseman uuden tutkimuksen mukaan kuusi eksokomeettia havaittiin kiertävän KIC 3542116: n ympärillä, spektrityyppinen F2V-tähti, joka sijaitsee 800 valovuoden päässä Maasta. Nämä komeetat ovat tähän mennessä pienimmät esineet, jotka havaitsevat kauttakuljetusfotometriamenetelmän.
Tutkimusta, joka yksityiskohtia heidän havainnoistaan, nimeltään ”Keplerin havaitsemat todennäköisesti kulkevat eksokotit”, ilmestyi äskettäin Kuukausittaiset ilmoitukset kuninkaallisesta tähtitieteellisestä yhteiskunta. MIT: n Kavlin astrofysiikan ja avaruustutkimuksen instituutin Saul Rappaportin johdolla ryhmä koostui myös amatööri-tähtitieteilijöistä, Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksen (CfA), Texasin yliopiston, Koillis-yliopiston ja NASA: n Ames-tutkimuskeskuksen jäsenistä.
Tämä on ensimmäinen kerta, kun kauttakuljetusfotometriaa on käytetty havaitsemaan niin pienet kohteet kuin komeetat. Nämä komeetat olivat jään ja pölyn palloja - kooltaan verrattavissa Halley's Cometiin -, joiden havaittiin kulkevan nopeudella noin 160 934 km / h (100 000 mph) ennen kuin ne höyrystyivät. Tutkijat pystyivät havaitsemaan heidät poimimalla heidän pyrstönsä, pöly- ja kaasupilvet, jotka muodostuvat kun komeetat pääsevät lähemmäksi tähttään ja alkavat sublimoitua.
Tämä ei ollut helppo tehtävä, koska hännät onnistuivat hämärtämään vain noin kymmenesosan yhden prosentin tähden valosta. Kuten Saul Rappaport, joka on myös fysiikan emeritus Kavlin astrofysiikan ja avaruustutkimuksen instituutissa, selitti MIT: n lehdistötiedotteessa:
”On hämmästyttävää, että jokin useita kertaluokkia pienempi kuin Maapallo voidaan havaita pelkästään sillä, että se emittoi paljon roskia. On melko vaikuttavaa nähdä jokin niin pieni, niin kaukana. "
Hyväksyntä alkuperäisestä havainnosta menee Thomas Jacobsille, amatööri-tähtitieteilijälle, joka asuu Bellevuessa, Washingtonissa ja on Planet Huntersin jäsen. Tämä kansalaistutkijaprojekti perustettiin ensin Yalen yliopistossa. Se koostuu amatööri-tähtitieteilijöistä, jotka omistautuivat aikaansa eksoplaneettojen etsimiseen. Jäsenillä on pääsy tietoihin Keplerin avaruusteleskooppi siinä toivossa, että he huomaavat asiat, jotka tietokonealgoritmit saattavat kaipata.
Tammikuussa Jacobs alkoi skannata vuoden aikana saatuja tietoja neljä vuotta KeplerTärkein tehtävä. Tämän vaiheen aikana, joka kesti vuodesta 2009 vuoteen 2013, Kepler skannattu yli 200 000 tähteä ja mitattu niiden valokäyrät. Viiden kuukauden ajan seulottuaan tietoja (18. maaliskuuta), hän huomasi useita uteliaita valokuvioita KIC 3542116: n taustamelun keskellä. Kuten Jacobs sanoi:
“Kiinnostavien kohteiden etsiminen Kepler-tiedoista vaatii kärsivällisyyttä, pysyvyyttä ja sinnikkyyttä. Minulle se on aarremetsästyksen muoto, tietäen, että on mielenkiintoinen tapahtuma, joka odottaa löytämistä. Kyse on etsinnästä ja metsästyksestä, johon harvat ovat matkustaneet aiemmin. ”
Erityisesti Jacobs haki merkkejä yksittäisistä kauttakulkuista, jotka eivät ole samanlaisia kuin tähden kiertävät planeetat (ts. Jaksolliset). Kun hän katsoi KIC 3542116: ta, hän huomasi kolme yksittäistä kauttakulkua ja hälytti sitten Rappaportia ja Andrew Vanderburgia, Teksasin yliopiston astrofysiikkona ja CfA: n jäsenenä. Jacobs oli aiemmin työskennellyt molempien miesten kanssa ja halusi heidän mielipiteensä näistä havainnoista.
Kuten Ra raportti muistutti, tietojen tulkintaprosessi oli haastava, mutta palkitseva. Aluksi he totesivat, että valokaarut eivät muistuttaneet planeettojen kauttakulkujen aiheuttamia, joille on ominaista valon äkillinen ja jyrkkä pudotus, jota seuraa jyrkkä nousu. Ajan myötä Rapport totesi kolmen valokaarren epäsymmetrian muistuttaneen hajotettujen planeettojen epäsymmetriaa, jota he olivat aiemmin havainneet.
"Istuimme tässä kuukauden, koska emme tienneet, mikä se oli - planeetan kauttakulkut eivät näytä tältä", Rappaport sanoi. ”Sitten minulle tapahtui, että” Hei, nämä näyttävät siltä, mitä olemme nähneet aikaisemmin ”… Ajattelimme, että ainoa ruumis, joka voisi tehdä saman asian eikä toistaa, on todennäköisesti lopulta tuhoutuva. Ainoa asia, joka sopii laskuun ja jolla on riittävän pieni massa tuhoutuakseen, on komeetta. "
Tutkimusryhmä päätti laskelmiensa perusteella, joiden mukaan jokainen komeetta esti noin kymmenesosan 1%: n tähdellä valosta, ja että komeetta hajotti todennäköisesti kokonaan, jolloin muodostui pölypolku, joka riitti estämään valon useita kuukausia ennen se katosi. Lisähavaintojen suorittamisen jälkeen he havaitsivat myös kolme muuta kauttakulkua samassa ajanjaksossa, jotka olivat samankaltaisia kuin Jacobs.
Se tosiasia, että nämä kuusi eksokomeettia näyttävät kulkeneen hyvin lähellä tähtiään viimeisen neljän vuoden aikana, herättää mielenkiintoisia kysymyksiä, ja niihin vastaamisella voi olla rajuja vaikutuksia auringon ulkopuoliseen tutkimukseen. Se voisi myös parantaa ymmärrystämme omasta aurinkokunnasta. Kuten Vanderburg selitti:
”Miksi näiden aurinkokunnan sisäosissa on niin paljon komeettoja? Onko tämä äärimmäinen pommituskausi näissä järjestelmissä? Se oli todella tärkeä osa omaa aurinkokunnan muodostumista ja on saattanut tuoda vettä maahan. Ehkä eksokometrien tutkiminen ja selvittäminen, miksi niitä löytyy tämän tyyppisten tähtijen ympäriltä ... voisi antaa meille jonkinlaisen käsityksen siitä, kuinka pommitukset tapahtuvat muissa aurinkokunnissa. "
Vuosina 4,1–3,8 miljardia vuotta sitten aurinkokunta kokenut myös voimakkaan komeettatoiminnan ajanjakson, joka tunnetaan nimellä Late Heavy Bombardment. Tänä aikana asteroidien ja komeettojen uskotaan vaikuttaneen säännöllisesti sisäisen aurinkokunnan kehoihin. Mielenkiintoista on, että tämän voimakkaan pommituksen ajanjakson uskotaan olevan se, joka oli vastuussa veden jakautumisesta Maahan ja muihin maanpäällisiin planeettoihin.
Kuten huomautettiin, KIC 3542116 kuuluu spektrityyppiin F2V, keltavalkoiseen tähtiluokkaan, joka on tyypillisesti 1 - 1,4 kertaa massiivisempi kuin aurinko ja melko kirkas. Koska se on kooltaan ja massaltaan verrattavissa aurinkoomme, on mahdollista, että sen kokema pommitusjakso on samanlainen kuin aurinkokunta. Sen seuraaminen voisi siis kertoa meille paljon siitä, kuinka samanlainen toiminta vaikutti aurinkokunnan evoluutioihimme miljardeja vuosia sitten.
Sen lisäksi, että tutkimuksella on merkitystä astrofysiikan ja tähtitieteen tutkimuksessa, se osoittaa myös tärkeän roolin, jonka kansalaistutkijat ovat nykyään. Ellei Jacobsin väsymätöntä työtä, joka seuloo Keplerin tietoja päivätyönsä ja viikonloppujen välillä, tämä löytö ei olisi ollut mahdollista.
"Voisin nimetä 10 tyyppiä asioita, joita nämä ihmiset ovat löytäneet Keplerin tiedoista ja joita algoritmit eivät löytäneet ihmissilmän kuvioiden tunnistuskyvyn vuoksi", sanoi Rappaport. ”Voit nyt kirjoittaa tietokonealgoritmin löytääkseen tällaisen komeetan muodon. Mutta heidät kaipataan aikaisemmissa hakuissa. Ne olivat tarpeeksi syviä, mutta niillä ei ollut oikeaa muotoa, joka oli ohjelmoitu algoritmeihin. Mielestäni on reilua sanoa, että mikään algoritmi ei olisi koskaan löytänyt tätä. "
Tutkimusryhmä odottaa tulevaisuudessa, että MIT: n johtama siirtyvä Exoplanet Survey Satellite (TESS) -tapahtuma jatkaa Keplerin suorittaman tyyppistä tutkimusta.
