Eksoplaneettojen löytäminen on vaikeaa työtä. Sen lisäksi, että tarvitaan vakavasti kehittyneitä välineitä, se vie myös sitoutuneiden tutkijoiden ryhmiä. ihmiset, jotka haluavat kaada tietyn määrän tietoja löytääkseen todisteita kaukaisista maailmoista. Yksi sellaisista henkilöistä on professori Kipping, tähtitieteilijä, joka työskentelee Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksessa.
Tähtitieteellisessä yhteisössä Kipping tunnetaan parhaiten työstään eksomooneilla. Mutta hänen tutkimuksensa ulottuu myös eksoplaneettojen tutkimukseen ja karakterisointiin, jota hän harjoittaa kollegojensa kanssa Columbian yliopiston Cool Worlds -laboratoriossa. Ja mikä on kiinnostanut häntä viime vuosina eniten, on eksoplaneettojen löytäminen Auringon lähimmän naapurimme - Proxima Centaurin - läheltä.
Kipping kuvaa itseään “mallinntajana” yhdistäen uudenlaisen teoreettisen mallinnuksen moderneihin tilastotietojen analysointitekniikoihin, joita käytetään havaintoihin. Hän on myös tutkimuksen päätutkija Exomoons-metsästys Keplerin kanssa (HEK) -projekti ja apulainen Harvard College Observatoryssa. Viime vuosina hän ja hänen tiiminsä ovat viettäneet eksoplaneettojen metsästystä paikalliseen tähtialueeseen.
Inspiraatio tähän hakuun juontaa juurensa vuoteen 2012, kun Kipping oli konferenssissa ja kuuli uutisia Kepler 42: n (alias KOI-961) ympärillä löydettävästä eksoplaneettojen sarjasta. Kepler-operaation tietoja käyttämällä Kalifornian teknillisen instituutin ryhmä löysi kolme eksoplaneettaa kiertävästä tätä punaista kääpiötähtiä, joka sijaitsee noin 126 valovuoden päässä Maasta.
Tuolloin Kipping muistutti, kuinka tutkimuksen laatija - professori Philip Steven Muirhead, nyt Bostonin yliopiston astrofysiikan tutkimuslaitoksen apulaisprofessori - kommentoi, että tämä tähtijärjestelmä näytti paljon kuin lähimmät punaiset kääpiötähtimme - Barnard's Star ja Proxima Centauri.
Lisäksi Kepler 42: n planeettoja oli helppo havaita, koska niiden läheisyys tähtiin tarkoitti, että ne suorittivat kiertoradan noin päivässä. Koska he kulkevat säännöllisesti tähden edessä, kertoimet heidän havaitsemiseen kauttakulkumenetelmällä olivat hyvät.
Kuten professori Kipping kertoi Space Magazinelle sähköpostitse, tämä oli ”ah-ha-hetki”, joka inspiroi häntä katsomaan Proxima Centauria nähdäkseen, olisiko sillä myös planeettajärjestelmää:
”Meitä inspiroi Phil Muirheadin ja hänen tiiminsä Keplerin tietojen avulla löydettäessä KOI-961: tä kulkevat planeetat. Tähti on hyvin samanlainen kuin Proxima, myöhäinen M-kääpiö, joka sataa kolme maan alla olevaa maapallon planeettaa hyvin lähellä tähtiä. Se sai minut ymmärtämään, että jos kyseinen järjestelmä olisi Proximan ympärillä, kauttakulun todennäköisyys olisi 10% ja tähden pieni koko johtaisi melko havaittaviin signaaleihin. "
Pohjimmiltaan Kipping tajusi, että jos tällaista planeettajärjestelmää olisi myös Proxima Centaurin ympärillä, tähti, jolla on samanlaiset ominaisuudet, ne olisivat erittäin helppo havaita. Sen jälkeen hän ja hänen ryhmänsä alkoivat yrittää varata aikaa avaruuskaukoputkella. Ja vuoteen 2014-15 mennessä heille oli annettu lupa käyttää Kanadan avaruusjärjestön MOST-satelliitin mikromuutosta ja tähtiä (Oscillation of Stars).
Melkein samankokoinen kuin matkalaukku, MOST-satelliitti painaa vain 54 kg ja se on varustettu erittäin teräväpiirtoteleskoopilla, jonka halkaisija on vain 15 cm. Se on ensimmäinen Kanadan tieteellinen satelliitti, joka on sijoitettu kiertoradalle 33 vuodessa, ja se oli ensimmäinen kokonaan Kanadassa suunniteltu ja rakennettu avaruusteleskooppi.
Koostaan huolimatta MOST on kymmenen kertaa herkempi kuin Hubble-avaruusteleskooppi. Lisäksi Kipping ja hänen tiiminsä tiesivät, että tehtävä etsiä eksoplaneettoja kauttakulkuprosesseille Proxima Centaurin ympärille olisi liian suuri riski Hubblen kaltaiselle. Itse asiassa CSA hylkäsi heidän hakemuksensa alun perin samasta syystä.
”MOST kielsi meitä alun perin, koska he halusivat katsoa Alpha Centauria Dumusque et al: n ilmoituksen jälkeen. maailman planeetasta ”, sanoi Kipping. Joten ymmärrettävästi Proxima, jolle planeettoja ei tuolloin ollut tiedossa, ei ollut niin tärkeä prioriteetti kuin Alpha Cen. Emme koskaan edes yrittäneet Hubble-aikaa, se olisi valtava pyyntö tuijottaa HST: tä yhdellä tähtiä kuukausien ajan vain 10-prosenttisesti onnistumismahdollisuuksilla. ”
Vuosiksi 2014 ja 2015 he saivat luvan käyttää MOST-järjestelmää ja havaitsivat Proxima Centaurin kahdesti - kummankin vuoden toukokuussa. Tästä lähtien he hankkivat puolitoista kuukautta arvosta avaruuspohjaista fotometriaa, jota he parhaillaan käsittelevät siirtojen etsimiseksi. Kuten Kipping selitti, tämä oli melko haastavaa, koska Proxima Centauri on erittäin aktiivinen tähti - alttiina tähtien leviämiselle.
"Tähti palaa tietoihimme hyvin usein ja näkyvästi", hän sanoi. ”Tämän vaikutuksen korjaaminen on ollut yksi suurimmista esteistä analyysissamme. Plussapuolella pyörimisaktiivisuus on melko vaimeaa. Toinen ongelma, joka meillä on, on, että MOST kiertää maata kerran 100 minuutin välein, joten saamme tietoaukkoja joka kerta, kun MOST menee maan taakse. ”
Heidän pyrkimykset löytää eksoplaneettoja Proxima Centaurin ympäriltä ovat erityisen merkittäviä, kun otetaan huomioon Euroopan eteläisen observatorion äskettäinen ilmoitus maanpäällisen eksoplaneetan löytämisestä Proxima Centaurin asumisalueelta (Proxima b). Mutta verrattuna ESO: iin Vaaleanpunainen piste projekti, Kipping ja hänen tiiminsä luottavat erilaisiin menetelmiin.
Kuten Kipping selitti, tämä laski eroon kauttakulkumenetelmän ja radiaalisen nopeuden menetelmän välillä:
”Pohjimmiltaan etsimme planeettoja, joilla on oikea suunta kulkemiseen (tai pimennykseen) tähden pinnan yli, kun taas säteittäisnopeudet etsivät tähden heiluttavaa liikettä vastauksena kiertävän planeetan gravitaatiovaikutukseen. Läpikulkujen onnistuminen on aina epätodennäköistä tietylle tähdelle, koska vaadimme kohdistuksen olevan oikein. Voitto on kuitenkin se, että voimme oppia paljon enemmän planeetasta, mukaan lukien sen koko, tiheys, ilmapiiri ja kuiden ja renkaiden läsnäolo. "
Seuraavien kuukausien ja vuosien aikana Kippingiä ja hänen ryhmäänsä voidaan kehottaa seuraamaan ESOn löytön onnistumista. Havaittuaan Proxima b: n radiaalisen nopeuden menetelmällä, tähtitieteilijöiden on nyt vahvistettava tämän planeetan olemassaolo toisella ilmaisumenetelmällä.
Lisäksi planeetasta voidaan oppia paljon kauttakulkumenetelmällä, mikä olisi hyödyllistä ottaen huomioon kaikki asiat, joita emme vielä tiedä Proxima b: stä. Tämä sisältää tietoja sen ilmakehästä, jonka kauttakulkumenetelmä pystyy usein paljastamaan spektroskopisten mittausten avulla.
Riittää, kun sanotaan, Kipping ja hänen kollegansa ovat innostuneita Proxima b: n ilmoituksesta. Kuten hän sanoi:
”Tämä on ehkä tärkein eksoplaneetan löytö viime vuosikymmenellä. Olisi katkeraa pettymys, jos Proxima b ei kulje, vaikka planeetta on paradoksaalisesti niin lähellä, mutta toistaiseksi kykymmemme oppia siitä enemmän. Meille kauttakulut eivät olisi vain kakun jäätämistä, vaan toimisivat vain vahvistussignaalina - pikemminkin kuljetukset avaavat oven Proximan intiimien salaisuuksien oppimiseen muuttamalla Proxima b: n yhdestä nimettömästä datapisteestä rikkaaseen maailmaan, jossa Joka kuukausi kuulimme hänen luonteensa ja luonteensa uusista löytöistä. ”
Tänä ensi syyskuussa Kipping siirtyy Columbian yliopiston tiedekuntaan, missä hän jatkaa eksoplaneettojen metsästystä. Voidaan vain toivoa, että myös ne, jotka hän ja hänen kollegansa löytävät, ovat ulottuvilla!
