Pēdējo trīsdesmit gadu laikā ārpus mūsu Saules sistēmas ir atklāti tūkstošiem ārpussaules planētu. Lielākoties tos ir atklājusi Keplers Kosmiskais teleskops izmantojot metodi, ko sauc par tranzīta fotometriju. Izmantojot šo metodi, astronomi mēra periodiskus tuvās zvaigznes spilgtumus - kas rodas, planētām dodoties priekšā tām attiecībā pret novērotāju -, lai apstiprinātu planētu klātbūtni.
Pateicoties jauniem pētījumiem, ko veica profesionālu un amatieru astronomu komanda, nesen tika atrasts kaut kas daudz mazāks par planētām, kas riņķo ap tālu zvaigzni. Saskaņā ar jauno pētījumu, kuru publicēja pētnieku grupa, tika novēroti seši eksokometi, kas riņķo ap KIC 3542116 - spektra tipa F2V zvaigzni, kas atrodas 800 gaismas gadu attālumā no Zemes. Šīs komētas ir līdz šim mazākie objekti, kas atklāj tranzīta fotometrijas metodi.
Pētījums, kurā sīki aprakstīti viņu atklājumi, ar nosaukumu “Keplera atklāti iespējamie tranzīta eksokometi”, nesen parādījās Mēneša paziņojumi par Karalisko astronomisko Sabiedrība. MIT Kavli astrofizikas un kosmosa pētījumu institūta vadībā Sauls Rappaports vadīja komandu arī no amatieru astronomiem, Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra (CfA), Teksasas universitātes, Ziemeļaustrumu universitātes un NASA Ames pētījumu centra locekļiem.
Šī ir pirmā reize, kad tranzīta fotometrija tiek izmantota, lai atklātu tik mazus objektus kā komētas. Šīs komētas bija ledus un putekļu bumbiņas - pēc izmēra salīdzināmas ar Halley’s Comet -, kurām tika atklāts, ka tās pirms iztvaikošanas pārvietojas ar ātrumu aptuveni 160,934 km / h (100 000 mph). Pētnieki tos varēja noteikt, izraujot astes, putekļu un gāzes mākoņus, kas veidojas, kad komētas pietuvojas savai zvaigznei un sāk sublimēties.
Tas nebija viegls uzdevums, jo astes spēja aizēnot tikai apmēram desmito daļu no 1% zvaigznes gaismas. Kā MIT paziņojumā presei skaidroja Sauls Rappaports, kurš ir arī Kavli astrofizikas un kosmosa pētījumu institūta fizikas emeritētais profesors:
“Ir pārsteidzoši, ka kaut ko par vairākiem apmēriem mazāku nekā Zeme var noteikt tikai tāpēc, ka tas izstaro daudz gružu. Ir diezgan iespaidīgi redzēt kaut ko tik mazu, tik tālu ”.
Kredīts par sākotnējo atklāšanu tiek piešķirts Tomasam Džeikobam, astronomam-amatierim, kurš dzīvo Beluvē, Vašingtonā un ir Planet Hunters dalībnieks. Šo pilsoņu zinātnieka projektu vispirms izveidoja Jēlas universitāte, un to veido amatieru astronomi, kuri savu laiku veltīja eksoplanetu meklēšanai. Locekļiem tiek nodrošināta piekļuve datiem no Keplera kosmiskais teleskops cerībā, ka pamanīs lietas, kuras varētu izlaist datoru algoritmi.
Janvārī Džeikobs sāka skenēt četrus gadus datus, kas iegūti laika posmā KeplersGalvenā misija. Šajā posmā, kas ilga no 2009. līdz 2013. gadam, Keplers skenēja vairāk nekā 200 000 zvaigžņu un veica to gaismas līkņu mērījumus. Pēc pieciem mēnešiem, kad tika veikta datu pārbaude (18. martā), viņš pamanīja vairākus ziņkārīgus gaismas modeļus fona trokšņu vidē, kas nāk no KIC 3542116. Kā Jacobs teica:
“Lai meklētu Keplera datos interesējošos objektus, nepieciešama pacietība, neatlaidība un neatlaidība. Man tas ir dārgumu meklēšanas veids, zinot, ka ir gaidāms kāds interesants notikums, kuru var atklāt. Tas viss ir saistīts ar izpēti un medībām, kur pirms tam ir devušies maz. ”
Konkrēti, Džeikobs meklēja vienreizēja tranzīta pazīmes, kas nav līdzīgas tām, kuras izraisa planētas, kas riņķo ap zvaigzni (t.i., periodiskas). Apskatot KIC 3542116, viņš pamanīja trīs atsevišķus tranzītus un pēc tam brīdināja Rappaportu un Endrjū Vanderburgu kā Teksasas universitātes astrofiziķi un CfA locekli. Džeikobs pagātnē bija strādājis ar abiem vīriešiem un vēlējās viņu viedokli par šiem atklājumiem.
Kā atgādināja referente, datu interpretācijas process bija izaicinošs, taču atalgojošs. Sākotnēji viņi atzīmēja, ka gaišās līknes neatgādināja planētu tranzītu izraisītās, kurām raksturīgs pēkšņs un straujš gaismas kritums, kam seko straujš kāpums. Ar laiku Raports atzīmēja asimetriju trijās gaismas lāstās, kas līdzinājās sadalītām planētām, kā viņi bija novērojuši iepriekš.
"Mēs to sēdējām mēnesi, jo mēs nezinājām, kas tas ir - planētas tranzīts neizskatās šādi," sacīja Rappaport. “Tad man radās jautājums:“ Hei, šie izskatās pēc kaut kā tāda, ko mēs jau esam redzējuši ”... Mēs domājām, ka vienīgais ķermeņa veids, kas varētu darīt to pašu un neatkārtoties, ir tāds, kurš, iespējams, beigās tiek iznīcināts. Vienīgais, kas der rēķinam un ir pietiekami mazs, lai iznīcinātu, ir komēta. ”
Balstoties uz viņu aprēķiniem, kas norādīja, ka katra komēta bloķēja apmēram vienu desmito daļu no 1% zvaigznes gaismas, pētījumu grupa secināja, ka komēta, iespējams, pilnībā sadalījās, izveidojot putekļu taku, kas bija pietiekama, lai vairākus mēnešus pirms tam izslēgtu gaismu tas pazuda. Pēc papildu novērojumu veikšanas viņi tajā pašā laika posmā atzīmēja arī vēl trīs tranzīta gadījumus, kas bija līdzīgi tiem, kurus pamanīja Jēkabs.
Fakts, ka šie seši eksokometi pēdējos četros gados ir šķērsojuši ļoti tuvu zvaigznei, rada dažus interesantus jautājumus, un atbildēšana uz tiem varētu krasi ietekmēt ārpussaules pētījumus. Tas varētu arī uzlabot mūsu izpratni par mūsu pašu Saules sistēmu. Kā skaidroja Vanderburga:
“Kāpēc šo saules sistēmu iekšējās daļās ir tik daudz komētu? Vai šajās sistēmās ir ekstrēms bombardēšanas laikmets? Tā bija ļoti svarīga mūsu pašu Saules sistēmas veidošanās sastāvdaļa, un, iespējams, tā ienesa ūdeni uz Zemes. Varbūt eksokometu izpēte un izdomāšana, kāpēc tie ir atrodami ap šāda veida zvaigznēm, varētu sniegt mums nelielu ieskatu par to, kā bombardēšana notiek citās Saules sistēmās. ”
Laika posmā no 4,1 līdz 3,8 miljardiem gadu Saules sistēma piedzīvoja arī intensīvas komētas aktivitātes periodu, kas pazīstams kā vēlīna smaga bombardēšana. Tiek uzskatīts, ka šajā laikā asteroīdi un komētas regulāri ir ietekmējuši ķermeņus Saules sistēmā. Interesanti, ka tiek uzskatīts, ka šis smago bombardēšanas periods bija tas, kas bija atbildīgs par ūdens izplatīšanu Zemei un citām zemes planētām.
Kā minēts, KIC 3542116 pieder spektrālajam tipam F2V - dzeltenbalti zvaigžņu klasei, kas parasti ir no 1 līdz 1,4 reizes masīvāka par mūsu Sauli un diezgan spoža. Tā kā pēc lieluma un masas tas ir salīdzināms ar mūsu Sauli, iespējams, ka tas piedzīvotais bombardēšanas periods ir līdzīgs tam, kādu pārdzīvoja Saules sistēma. Tāpēc, vērojot tā izvēršanos, mēs varētu daudz pastāstīt par to, kā līdzīga darbība ietekmēja mūsu Saules sistēmas attīstību pirms miljardiem gadu.
Papildus pētījuma nozīmīgumam astrofizikas un astronomijas izpētē tas parāda arī svarīgo lomu, ko mūsdienu zinātnieki spēlē pilsoņiem. Ja tas nebūtu nenogurstošais darbs, kuru veica Džeikobs, kurš caur Keplera datiem pārskata datus no dienas darba līdz brīvdienām, šis atklājums nebūtu bijis iespējams.
"Es varētu nosaukt 10 lietu veidus, ko šie cilvēki ir atraduši Keplera datos un kurus algoritmi nevarēja atrast cilvēka acs pazīšanas spējas dēļ," sacīja Rappaports. “Tagad jūs varētu uzrakstīt datora algoritmu, lai atrastu šāda veida komētas formu. Bet iepriekšējos meklējumos viņi tika palaisti garām. Tie bija pietiekami dziļi, taču tiem nebija pareizas formas, kas tika ieprogrammēta algoritmos. Es domāju, ka ir godīgi teikt, ka to nekad nebūtu atradis neviens algoritms. ”
Nākotnē pētniecības grupa sagaida, ka izvietošanas tranzīta eksoplanētu apsekošanas satelīts (TESS) - kuru vadīs MIT - turpinās veikt tāda veida pētījumus, ko veic Keplers.
