Eksoplanētu atrašana ir smags darbs. Tas prasa ne tikai nopietni sarežģītus instrumentus, bet arī uzticamu zinātnieku komandas; cilvēki, kas vēlas izmantot vairāk datu, lai atrastu pierādījumus par tālu pasaulēm. Profesors Ķipings, astronoms, kurš atrodas Hārvarda-Smitsona astrofizikas centrā, ir viena no šādām personām.
Astronomijas kopienā Ķipings ir vislabāk pazīstams ar savu darbu ar eksomoņiem. Bet viņa pētījums attiecas arī uz eksoplanetu izpēti un raksturošanu, ko viņš veic kopā ar saviem kolēģiem Kolumbijas universitātes Cool Worlds laboratorijā. Un tas, kas viņu pēdējos gados ir ieinteresējis visvairāk, ir eksoplanētu atrašana ap mūsu Saules tuvāko kaimiņu - Kostauru Proxima.
Ķipings sevi raksturo kā “modelētāju”, apvienojot jaunu teorētisko modelēšanu ar mūsdienu novērojumu statistiskās datu analīzes metodēm. Viņš ir arī Galvenais izmeklētājs (PI) Exomoons medības ar Kepleru (HEK) projekts un līdzstrādnieks Hārvarda koledžas observatorijā. Dažus pēdējos gadus viņš un viņa komanda ir veduši eksoplanetu medības uz vietējo zvaigžņu apkārtni.
Šīs meklēšanas iedvesma meklējama 2012. gadā, kad Ķipings bija konferencē un dzirdēja ziņas par eksoplanetu sēriju, kas tiek atklātas ap Kepler 42 (pazīstama arī kā KOI-961). Izmantojot Keplera misijas datus, Kalifornijas Tehnoloģiju institūta komanda atklāja trīs eksoplanetes, kas riņķo ap šo sarkano punduru zvaigzni, kura atrodas apmēram 126 gaismas gadu attālumā no Zemes.
Tajā laikā Ķipings atgādināja, kā pētījuma autors - profesors Filips Stīvens Muirheds, tagad Bostonas universitātes Astrofizisko pētījumu institūta asociētais profesors, komentēja, ka šī zvaigžņu sistēma daudz kas izskatās pēc mūsu tuvākajām sarkanajām pundurzvaigznēm - Barnard's Star un Proxima Centauri.
Turklāt Kepler 42 planētas bija viegli pamanāmas, ņemot vērā, ka to tuvums zvaigznei nozīmēja to, ka aptuveni dienas laikā viņi pabeidza orbītas periodu. Tā kā viņi regulāri dodas garām savai zvaigznei, izredzes pamanīt viņus, izmantojot tranzīta metodi, bija labas.
Kā profesors Ķipings pa e-pastu stāstīja žurnālam Space Magazine, tas bija “ah-ha brīdis”, kas viņu iedvesmotu paskatīties uz Proxima Centauri, lai redzētu, vai arī tam ir planētu sistēma:
“Mūs iedvesmoja Fils Muirheds un viņa komanda, izmantojot Keplera datus, planētu, kas šķērso KOI-961, atklāšanu. Zvaigzne ir ļoti līdzīga Proxima, vēlajam M-pundurim, kurš uzturas trīs zem Zemes lieluma planētas ļoti tuvu zvaigznei. Tas man lika saprast, ka, ja šī sistēma atrodas ap Proxima, tranzīta varbūtība ir 10% un zvaigznes mazais izmērs novedīs pie diezgan nosakāmiem signāliem. ”
Būtībā Ķipings saprata: ja šāda planētu sistēma pastāvētu arī ap Proxima Centauri, zvaigzni ar līdzīgām īpašībām, tad tos būtu ļoti viegli atklāt. Pēc tam viņš un viņa komanda sāka mēģināt rezervēt laiku ar kosmosa teleskopu. Un laikposmā no 2014. līdz 2015. gadam viņiem tika dota atļauja izmantot Kanādas Kosmosa aģentūras satelītu Mikroizmaiņas un zvaigžņu oscilācija (MOST).
Aptuveni tāda paša izmēra kā koferis, MOST satelīts sver tikai 54 kg un ir aprīkots ar īpaši augstas izšķirtspējas teleskopu, kura diametrs ir tikai 15 cm. Tas ir pirmais Kanādas zinātniskais satelīts, kas tika novietots orbītā 33 gadu laikā, un bija pirmais kosmiskais teleskops, kas pilnībā tika projektēts un uzbūvēts Kanādā.
Neskatoties uz tā lielumu, MOST ir desmit reizes jutīgāks nekā Habla kosmiskais teleskops. Turklāt Ķipings un viņa komanda zināja, ka misija meklēt tranzīta eksoplanetes apkārt Proxima Centauri būtu pārāk liels risks kaut kam līdzīgam kā Habls. Faktiski CSA sākotnēji noraidīja viņu pieteikumus šī paša iemesla dēļ.
“MOST sākotnēji mūs noliedza, jo viņi gribēja aplūkot Alpha Centauri pēc Dumusque et al paziņojuma. planētas, ”sacīja Ķipings. “Cik saprotams, Proxima, par kuru tajā laikā nebija zināmas planētas, nebija tik augsta prioritāte kā Alpha Cen. Mēs nekad pat nemēģinājām Habla laiku, tas būtu milzīgs lūgums vairākus mēnešus ilgi skatīties HST ar vienu zvaigzni, gūstot tikai 10% iespēju gūt panākumus. ”
Līdz 2014. un 2015. gadam viņi ieguva atļauju izmantot MOST un novēroja Proxima Centauri divas reizes - abu gadu maijā. Pēc tam viņi ieguva pusotra mēneša kosmosa fotometriju, kuru viņi šobrīd apstrādā, lai meklētu tranzītu. Kā paskaidroja Ķipings, tas bija diezgan izaicinošs, jo Proxima Centauri ir ļoti aktīva zvaigzne - pakļauta zvaigžņu uzliesmojumiem.
"Zvaigzne ļoti bieži un pamanāmi uzliesmo mūsu datos," viņš teica. “Labot šo efektu ir bijis viens no galvenajiem šķēršļiem mūsu analīzē. Plus pusē rotācijas aktivitāte ir diezgan niecīga. Otra problēma, kas mums ir, ir tāda, ka MOST riņķo ap Zemi reizi 100 minūtēs, tāpēc mēs iegūstam datu nepilnības katru reizi, kad MOST aiziet aiz Zemes. ”
Viņu centieni atrast eksoplanetes ap Proxima Centauri ir īpaši nozīmīgi, ņemot vērā neseno Eiropas Dienvidu observatorijas paziņojumu par zemes eksoplanetes atklāšanu Proxima Centauri apdzīvojamā zonā (Proxima b). Bet, salīdzinot ar ESO Bāli sarkans punkts projekta laikā Ķipings un viņa komanda paļāvās uz dažādām metodēm.
Kā skaidroja Ķipings, tas radās atšķirībā starp tranzīta metodi un radiālā ātruma metodi:
“Būtībā mēs meklējam planētas, kurām ir pareizā līdzība, lai tās šķērsotu (vai aptumšotu) pāri zvaigznei, turpretī radiālie ātrumi meklē zvaigznītes kustību, reaģējot uz riņķojošās planētas gravitācijas ietekmi. Tranzītā vienmēr ir mazāka iespēja gūt panākumus dotajai zvaigznei, jo mums ir nepieciešams, lai izlīdzināšana būtu pareiza. Tomēr izmaksas ir tādas, ka mēs varam uzzināt vairāk par planētu, ieskaitot tādas lietas kā tās lielums, blīvums, atmosfēra un pavadoņu un gredzenu klātbūtne. ”
Nākamajos mēnešos un gados Kippingu un viņa komandu var aicināt sekot līdzi ESO atklājuma panākumiem. Atklājot Proxima b, izmantojot radiālā ātruma metodi, tagad astronomiem ir jāapstiprina šīs planētas esamība, izmantojot citu noteikšanas metodi.
Turklāt, izmantojot tranzīta metodi, par planētu var uzzināt daudz, kas būtu noderīgi, ņemot vērā visas lietas, kuras mēs joprojām nezinām par Proxima b. Tajā iekļauta informācija par atmosfēru, kuru tranzīta metodi bieži var atklāt, veicot spektroskopiskus mērījumus.
Pietiek teikt, ka Ķipings un viņa kolēģi ir diezgan satraukti par paziņojumu par Proxima b. Pēc viņa vārdiem:
“Tas, iespējams, ir vissvarīgākais eksoplanētas atklājums pēdējās desmitgades laikā. Būtu satraucoši sarūgtināt, ja Proxima b tomēr nešķērso planētu, kas paradoksālā kārtā ir tik tuvu, tomēr līdz šim mūsu spēju uzzināt vairāk par to. Mums tranzīts nebūtu tikai kūkas glazūra, kas kalpotu tikai kā apstiprinājuma signāls, bet drīzāk tranzīts atvērtu durvis Proxima intīmo noslēpumu apgūšanai, mainot Proxima b no viena anonīma datu punkta uz bagātu pasauli, kur katru mēnesi mēs dzirdētu par jauniem atklājumiem par viņas dabu un raksturu. ”
Šī gada septembrī Ķipings pievienosies Kolumbijas universitātes fakultātei, kur viņš turpinās eksoplanētu medības. Var tikai cerēt, ka tie, kurus viņš un viņa kolēģi atrod, ir arī sasniedzamā vietā!
