În ultimii treizeci de ani, mii de planete extra-solare au fost descoperite dincolo de sistemul nostru solar. În cea mai mare parte, acestea au fost detectate de către Kepler Telescop spațial folosind o tehnică numită Fotometrie de tranzit. Pentru această metodă, astronomii măsoară periodic scufundările în luminozitatea unei stele - care sunt rezultatul planetelor care trec în fața lor în raport cu un observator - pentru a confirma prezența planetelor.
Datorită unui nou efort de cercetare realizat de o echipă de astronomi profesioniști și amatori, ceva mult mai mic decât planetele au fost recent detectate orbitând pe o stea îndepărtată. Conform unui nou studiu publicat de echipa de cercetare, s-au observat șase exocomete orbitând în jurul KIC 3542116, o stea spectrală de tip F2V situată la 800 de ani lumină de Pământ. Aceste comete sunt cele mai mici obiecte până în prezent care detectează metoda Transit Photometry.
Studiul care detaliază concluziile lor, intitulat „Probabil tranzitorie de exocomete detectate de Kepler”, a apărut recent în Avizele lunare ale Regalului Astronomic Societate. Condusă de Saul Rappaport de la Institutul Kavli al MIT pentru Astrofizică și Cercetare Spațială, echipa a fost formată, de asemenea, din astronomi amatori, membri ai Centrului pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian (CfA), Universității din Texas, Universității Northeastern și Centrului de Cercetări Ames al NASA.
Este pentru prima dată când Fotometria de tranzit a fost utilizată pentru a detecta un obiect atât de mic precum cometele. Aceste comete erau bile de gheață și praf - comparabile ca mărime cu Cometa lui Halley - care s-au dovedit a călători cu viteze de aproximativ 160.934 km / h (100.000 mph) înainte de a se vaporiza. Cercetătorii au putut să-i detecteze ridicând cozile, norii de praf și gaz care se formează atunci când cometele se apropie de steaua lor și încep să se sublimeze.
Aceasta nu a fost o sarcină ușoară, deoarece cozile au reușit să întunecă doar aproximativ o zecime de 1% din lumina stelei. După cum a explicat Saul Rappaport, care este și profesor emerit de fizică la Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, într-un comunicat de presă al MIT:
„Este uimitor că ceva mai multe ordine de mărime mai mici decât Pământul pot fi detectate doar prin faptul că emite o mulțime de resturi. Este destul de impresionant să poți vedea ceva atât de mic, atât de departe. "
Creditul pentru detecția inițială se adresează lui Thomas Jacobs, un astronom amator care locuiește în Bellevue, Washington și este membru al vânătorilor de planete. Acest proiect de științi cetățeni a fost înființat pentru prima dată de Universitatea Yale și este format din astronomi amatori care și-au dedicat timpul căutării exoplanetelor. Membrii beneficiază de acces la datele din Telescop spațial Kepler în speranța că vor observa lucruri pe care algoritmii de computer le-ar putea lipsi.
În ianuarie, Jacobs a început să scaneze patru ani de date obținute în timpul KeplerPrincipala misiune. În această fază, care a durat din 2009 până în 2013, Kepler a scanat peste 200.000 de stele și a efectuat măsurători ale curbelor lor ușoare. După cinci luni de cernere a datelor (pe 18 martie), a observat mai multe modele de lumină curioase pe fondul zgomotului de fundal provenit de la KIC 3542116. După cum a spus Jacobs:
„Căutarea obiectelor de interes din datele Kepler necesită răbdare, persistență și perseverență. Pentru mine este o formă de vânătoare de comori, știind că există un eveniment interesant care așteaptă să fie descoperit. Este vorba doar de explorare și de a fi la vânătoare unde puțini au călătorit înainte. ”
Mai exact, Jacobs a căutat semne ale tranzitelor unice, care nu sunt ca cele care sunt cauzate de planetele care orbitează o stea (adică periodice). În timp ce se uita la KIC 3542116, a observat trei tranzite unice, apoi i-a alertat pe Rappaport și Andrew Vanderburg, ca astrofizician la Universitatea din Texas și membru al CfA. Jacobs a lucrat cu ambii bărbați în trecut și și-a dorit părerea cu privire la aceste descoperiri.
După cum a menționat Rapport, procesul de interpretare a datelor a fost unul dificil, dar plin de satisfacții. Inițial, ei au remarcat că curelele de lumină nu seamănă cu cele cauzate de tranziturile planetare, care se caracterizează printr-o scădere bruscă și puternică a luminii, urmată de o creștere accentuată. Cu timpul, Rapport a remarcat asimetria din cele trei curele de lumină asemănătoare cu cele ale planetelor dezintegrate, pe care le observaseră mai înainte.
„Am stat pe asta timp de o lună, pentru că nu știam ce este - tranzitele planetei nu arată așa”, a spus Rappaport. „Atunci mi s-a părut că,„ Hei, acestea arată ca ceva ce am mai văzut ”... Ne-am gândit, singurul tip de corp care ar putea face același lucru și nu se poate repeta este unul care probabil va fi distrus până la urmă. Singurul lucru care se potrivește facturii și are o masă suficient de mică pentru a fi distrus este o cometă. ”
Pe baza calculelor lor, care indicau că fiecare cometă a blocat aproximativ o zecime din 1% din lumina stelei, echipa de cercetare a ajuns la concluzia că cometa probabil s-a dezintegrat complet, creând o urmă de praf care a fost suficientă pentru a bloca lumina timp de câteva luni înainte a disparut. După ce au efectuat observații suplimentare, au mai remarcat încă trei tranzite în aceeași perioadă de timp, care au fost similare cu cele observate de Jacobs.
Faptul că aceste șase exocomete par să fi tranzitat foarte aproape de steaua lor în ultimii patru ani ridică câteva întrebări interesante, iar răspunsul la acestea ar putea avea implicații drastice pentru cercetarea extra-solară. De asemenea, ar putea avansa înțelegerea propriului nostru sistem solar. După cum a explicat Vanderburg:
„De ce există atât de multe comete în părțile interioare ale acestor sisteme solare? Este o perioadă extremă de bombardament în aceste sisteme? Aceasta a fost o parte cu adevărat importantă a formării sistemului nostru solar și poate a adus apă pe Pământ. Poate studiați exocometele și să vă dați seama de ce se găsesc în jurul acestui tip de stele ... ne-ar putea oferi informații despre cum se întâmplă bombardamentele în alte sisteme solare. "
Între 4,1 și 3,8 miliarde de ani în urmă, Sistemul Solar a cunoscut, de asemenea, o perioadă de activitate intensă a cometei, cunoscută sub numele de Bombardarea grea târzie. În această perioadă, se consideră că asteroizii și cometele au avut corpuri în sistemul solar interior în mod regulat. Este interesant că această perioadă de bombardamente grele se crede a fi cea care a fost responsabilă pentru distribuția apei pe Pământ și pe celelalte planete terestre.
După cum sa menționat, KIC 3542116 aparține tipului spectral F2V, o clasă de stele galben-alb care este de obicei de 1 până la 1,4 ori mai masivă decât Soarele nostru și destul de luminos. Deoarece este comparabil ca mărime și masă cu Soarele nostru, este posibil ca perioada de bombardament prin care se confruntă să fie similară cu cea prin care a trecut Sistemul Solar. Văzând-o să se desfășoare ne poate spune, așadar, multe despre modul în care activitatea similară a influențat evoluția sistemului nostru solar de miliarde de ani în urmă.
Pe lângă importanța studiului pentru studiul astrofizicii și astronomiei, demonstrează și rolul important pe care îl au astăzi oamenii de știință cetățeni. Dacă nu ar fi fost munca neobosită efectuată de Jacobs, care trece prin datele Kepler între a-și lucra slujba de zi și în weekend, această descoperire nu ar fi fost posibilă.
„Aș putea numi 10 tipuri de lucruri pe care acești oameni le-au găsit în datele Kepler pe care algoritmii nu le-au putut găsi, din cauza capacității de recunoaștere a modelului din ochiul uman”, a spus Rappaport. „Acum puteți scrie un algoritm computer pentru a găsi acest tip de formă de cometă. Dar au fost ratate în căutările anterioare. Erau suficient de adânci, dar nu aveau forma potrivită care era programată în algoritmi. Cred că este corect să spunem că acest lucru nu ar fi fost găsit niciodată de vreun algoritm. ”
În viitor, echipa de cercetare se așteaptă ca desfășurarea Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - care va fi condusă de MIT - să continue să efectueze tipul de cercetare efectuat de Kepler.
