בשלושים השנים האחרונות התגלו אלפי כוכבי לכת חוץ-סולאריים מעבר למערכת השמש שלנו. לרוב, הם התגלו על ידי ה- קפלר טלסקופ חלל באמצעות טכניקה שנקראת Transit Photometry. עבור שיטה זו, אסטרונומים מודדים מטבלים תקופתיים בבהירות הכוכב - שהם תוצאה של כוכבי לכת העוברים מולם יחסית לצופה - כדי לאשר את נוכחותם של כוכבי לכת.
הודות למאמץ מחקרי חדש שנערך על ידי צוות אסטרונומים מקצוענים וחובבים, התגלה לאחרונה משהו קטן בהרבה מכוכבי לכת המקיף את הכוכב הרחוק. על פי מחקר חדש שפרסם צוות המחקר, נצפו שישה אקסוקומטים המסתובבים סביב KIC 3542116, כוכב F2V מסוג ספקטרלי שנמצא 800 שנות אור מכדור הארץ. שביטים אלה הם האובייקטים הקטנים ביותר עד כה המזהים את שיטת פוטומטריית הטרנזיט.
המחקר המפרט את ממצאיו, שכותרתו "סביר לעבור אקסוקומטים שאותרו על ידי קפלר", הופיע לאחרונה ב הודעות חודשיות על האסטרונומיה המלכותית החברה. בראשותו של סול רפפורט ממכון Kavli של MIT לחקר אסטרופיסיקה וחלל, מורכב הצוות גם מאסטרונומים חובבים, חברי המרכז לאסטרופיסיקה של הרווארד-סמיתסוניאן (CfA), אוניברסיטת טקסס, אוניברסיטת נורת'-מזרח, והמרכז לחקר איימס של נאס"א.
זו הפעם הראשונה בה משתמשים בטרנזיט פוטומטריה לאיתור עצמים קטנים כמו שביטים. שביטים אלה היו כדורי קרח ואבק - דומים בגודלם לשביט של האלי - שנמצא כי הם נוסעים במהירויות של כ 160,934 קמ"ש (100,000 קמ"ש) לפני שהתאדו. החוקרים הצליחו לגלות אותם על ידי הוצאת זנבותיהם, ענני האבק והגז הנוצרים כאשר שביטים מתקרבים לכוכב שלהם ומתחילים להעפיל.
זו לא הייתה משימה קלה, מכיוון שהזנבות הצליחו לטשטש רק עשירית של 1% מאור הכוכב. כפי שהסביר סול רפפורט, שהוא גם פרופסור אמריטוס לפיזיקה במכון Kavli לחקר אסטרופיסיקה וחלל, בהודעה לעיתונות של MIT:
"זה מדהים שאפשר לאתר משהו שמספר סדרי גודל קטנים יותר מכדור הארץ רק על ידי העובדה שהוא פולט הרבה פסולת. זה די מרשים להיות מסוגל לראות משהו כל כך קטן, כל כך רחוק. "
הקרדיט לגילוי המקורי מגיע לתומאס ג'ייקובס, אסטרונום חובב המתגורר בבלוו, וושינגטון, וחבר ב- Planet Hunters. פרויקט מדען אזרחי זה הוקם לראשונה על ידי אוניברסיטת ייל, והוא מורכב מאסטרונומים חובבים שהקדישו את זמנם לחיפוש אחר exoplanets. לחברים ניתנת גישה לנתונים מה- טלסקופ החלל קפלר בתקווה שהם ישימו לב לדברים שאולי אלגוריתמי מחשב עלולים להחמיץ.
בינואר החל ג'ייקובס לסרוק ארבע שנים של נתונים שהושגו במהלך קפלרהמשימה העיקרית. בשלב זה, שנמשך בין השנים 2009-2013, קפלר סרקו מעל 200,000 כוכבים וערכו מדידות של עקומות האור שלהם. לאחר חמישה חודשים של ניפוי הנתונים (ב -18 במרץ), הוא הבחין במספר דפוסי אור סקרנים בין רעשי רקע שהגיעו מ- KIC 3542116. כמו שאמר ג'ייקובס:
"חיפוש אובייקטים מעניינים בנתוני קפלר דורש סבלנות, התמדה והתמדה. עבורי זו סוג של ציד אוצרות, בידיעה שיש אירוע מעניין שמחכה להתגלות. הכל קשור לחקירה ולהימצא בציד בו מעטים נסעו בעבר. "
באופן ספציפי, ג'ייקובס חיפש סימנים למעברים יחידים, שאינם דומים לאלה שנגרמים כתוצאה מכוכבי לכת המקיפים כוכב (כלומר תקופתיים). תוך כדי התבוננות ב- 3542116 KIC הבחין בשלושה מעברים בודדים ואז התריע בפני רפפורט ואנדרו ונדרבורג, כאסטרופיסיקאי מאוניברסיטת טקסס וחבר ב- CfA. ג'ייקובס עבד עם שני הגברים בעבר, ורצה לדעתם על ממצאים אלה.
כפי שזכר ראפור, תהליך הפרשנות של הנתונים היה מאתגר, אך מתגמל. בתחילה הם ציינו כי פיתולי האור לא דומים לאלו שנגרמו על ידי מעברים פלנטריים, המאופיינים בירידה קלה ופתאומית של האור, ואחריה עלייה חדה. עם הזמן ציין ראפור את הא-סימטריה בשלושת פיתולי האור הדומים לאלה של כוכבי לכת מפורקים, עליהם צפו בעבר.
"ישבנו על זה חודש, כי לא ידענו מה זה - מעברי פלנטה לא נראים כך", אמר רפפורט. "ואז עלה בדעתי ש'היי, אלה נראים כמו משהו שראינו קודם '... חשבנו, הסוג היחיד של הגוף שיכול לעשות את אותו הדבר ולא לחזור הוא כזה שכנראה נהרס בסוף. הדבר היחיד שמתאים לחשבון, ויש לו מסה קטנה מספיק בכדי להיהרס, הוא שביט. "
בהתבסס על חישוביהם, שהצביעו כי כל שביט חסם כעשירית של 1% מאור הכוכב, צוות המחקר הגיע למסקנה כי השביט כנראה התפורר לחלוטין, ויצר מסלול אבק שהיה מספיק כדי לחסום את האור במשך מספר חודשים לפני זה נעלם. לאחר עריכת תצפיות נוספות, הם ציינו גם שלושה טרנזיטים נוספים באותה תקופה שהיו דומים לאלה שהבחינו על ידי ג'ייקובס.
העובדה שששת האקסוקומטים הללו כנראה עברו קרוב מאוד לכוכבם בארבע השנים האחרונות מעלה כמה שאלות מעניינות, ולתשובה עליהן עלולות להיות השלכות דרסטיות על מחקר חוץ-סולארי. זה יכול גם לקדם את ההבנה שלנו של מערכת השמש שלנו. כפי שהסביר ונדרבורג:
"מדוע יש כל כך הרבה שביטים בחלקים הפנימיים של מערכות סולאריות אלה? האם מדובר בעידן הפצצות קיצוני במערכות אלה? זה היה חלק חשוב באמת מהתהוות מערכת השמש שלנו ואולי הביא מים לכדור הארץ. אולי לימוד אקסוקומטים ולברר מדוע הם נמצאים סביב כוכב מסוג זה ... יכול לתת לנו תובנה כיצד ההפצצות מתרחשות במערכות סולריות אחרות. "
בין 4.1 ל- 3.8 מיליארד שנים, מערכת השמש חוותה גם תקופה של פעילות שביט אינטנסיבית המכונה ההפצצה הכבדה המאוחרת. במהלך תקופה זו, מאמינים כי אסטרואידים ושביטים השפיעו על גופים במערכת השמש הפנימית על בסיס קבוע. מעניין לציין כי תקופה זו של הפגזה כבדה היא זו שהייתה האחראית להפצת המים לכדור הארץ ולכוכבי הלכת היבשתיים האחרים.
כאמור, KIC 3542116 שייך לסוג הספקטרלי F2V, סוג כוכב צהוב-לבן שהוא בדרך כלל מסיבי פי 1 עד 1.4 כמו השמש שלנו ובהיר למדי. מכיוון שהוא דומה בגודלו ובמסתו לשמש שלנו, יתכן שתקופת ההפצצה שהיא חווה דומה למה שעברה מערכת השמש. אם כן הצפייה בו מתגלשת יכולה לספר לנו רבות על האופן שבו פעילות דומה השפיעה על התפתחות מערכת השמש שלנו לפני מיליארדי שנים.
בנוסף למשמעות המחקר לחקר האסטרופיזיקה והאסטרונומיה, הוא מדגים גם את התפקיד החשוב שאנשי המדענים ממלאים כיום. אלמלא העבודה הבלתי נלאית שביצעה ג'ייקובס, שמעבירה את נתוני קפלר בין עבודתו ליום העבודה ובסופי השבוע, תגלית זו לא הייתה אפשרית.
"יכולתי לקרוא לעשרה סוגים של דברים שהאנשים האלה מצאו בנתוני קפלר שאלגוריתמים לא הצליחו למצוא בגלל היכולת לזיהוי תבניות בעין האנושית", אמר רפפורט. "אתה יכול לכתוב אלגוריתם מחשבים כדי למצוא סוג כזה של צורת שביט. אך הם הוחמצו בחיפושים קודמים. הם היו מספיק עמוקים אך לא היו להם את הצורה הנכונה שתוכנתה לאלגוריתמים. אני חושב שזה הוגן לומר שזה לא היה נמצא על ידי אלגוריתם. "
בעתיד, צוות המחקר מצפה כי הפריסה Transit Exoplanet Survey Satellite (TESS) - בהובלת MIT - תמשיך לערוך את סוג המחקר שביצע קפלר.
