Η εύρεση εξωπλανητών είναι σκληρή δουλειά. Εκτός από την ανάγκη σοβαρά εξελιγμένων οργάνων, χρειάζεται επίσης ομάδες αφοσιωμένων επιστημόνων. άνθρωποι που είναι πρόθυμοι να ρίξουν όγκους δεδομένων για να βρουν τα στοιχεία των απομακρυσμένων κόσμων. Ο καθηγητής Kipping, ένας αστρονόμος με έδρα το Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, είναι ένα τέτοιο άτομο.
Μέσα στην αστρονομική κοινότητα, ο Kipping είναι πιο γνωστός για τη δουλειά του με εξωμόνια. Αλλά η έρευνά του επεκτείνεται επίσης στη μελέτη και το χαρακτηρισμό των εξωπλανητών, την οποία ακολουθεί με τους συναδέλφους του στο εργαστήριο Cool Worlds στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια. Και αυτό που τον ενδιέφερε περισσότερο τα τελευταία χρόνια είναι να βρει εξωπλανήτες γύρω από τον πλησιέστερο γείτονα του Ήλιου μας - το Proxima Centauri.
Ο Kipping περιγράφει τον εαυτό του ως «μοντελοποιητή», συνδυάζοντας νέα θεωρητικά μοντέλα με σύγχρονες τεχνικές στατιστικής ανάλυσης δεδομένων που εφαρμόζονται στις παρατηρήσεις. Είναι επίσης ο κύριος ερευνητής (PI) του Το Κυνήγι των Εξωμοίων με τον Κέπλερ (ΗΕΚ) και συνεργάτης του Παρατηρητηρίου του Χάρβαρντ. Τα τελευταία χρόνια, αυτός και η ομάδα του έχουν κυνήγι εξωπλανητών στην τοπική αστρική γειτονιά.
Η έμπνευση αυτής της αναζήτησης χρονολογείται από το 2012, όταν ο Kipping ήταν σε συνέδριο και άκουσε τα νέα σχετικά με μια σειρά εξωπλανητών που ανακαλύφθηκαν γύρω από το Kepler 42 (γνωστός και ως KOI-961). Χρησιμοποιώντας δεδομένα από την αποστολή Kepler, μια ομάδα από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας ανακάλυψε τρεις εξωπλανήτες σε τροχιά γύρω από αυτό το κόκκινο αστέρι νάνου, το οποίο βρίσκεται περίπου 126 έτη φωτός από τη Γη.
Εκείνη την εποχή, ο Kipping υπενθύμισε πώς ο συγγραφέας της μελέτης - ο καθηγητής Philip Steven Muirhead, τώρα αναπληρωτής καθηγητής στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής Έρευνας στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης - σχολίασε ότι αυτό το σύστημα αστεριών μοιάζει πολύ με τα πλησιέστερα κόκκινα αστέρια νάνων μας - το Barnard's Star και Proxima Centauri.
Επιπλέον, οι πλανήτες του Kepler 42 ήταν εύκολο να εντοπιστούν, δεδομένου ότι η εγγύτητά τους με το αστέρι σήμαινε ότι ολοκλήρωσαν μια τροχιακή περίοδο σε περίπου μια μέρα. Δεδομένου ότι περνούν τακτικά μπροστά από το αστέρι τους, οι πιθανότητες να τους καταλάβουν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διέλευσης ήταν καλές.
Όπως είπε ο καθηγητής Kipping στο Space Magazine μέσω email, αυτή ήταν η «στιγμή-χα» που θα τον ενέπνευσε να κοιτάξει το Proxima Centauri για να δει αν είχε και ένα σύστημα πλανητών:
«Εμπνευστήκαμε από την ανακάλυψη πλανητών που διέρχονται από το KOI-961 από τον Phil Muirhead και την ομάδα του χρησιμοποιώντας τα δεδομένα του Kepler. Το αστέρι μοιάζει πολύ με το Proxima, έναν ύστερο Μ-νάνο που φιλοξενεί τρεις πλανήτες με μέγεθος υπογείου πολύ κοντά στο αστέρι. Με έκανε να συνειδητοποιήσω ότι αν αυτό το σύστημα ήταν γύρω από το Proxima, η πιθανότητα διέλευσης θα ήταν 10% και το μικρό μέγεθος του αστεριού θα οδηγούσε σε αρκετά ανιχνεύσιμα σήματα. "
Στην ουσία, ο Kipping συνειδητοποίησε ότι αν υπήρχε ένα τέτοιο πλανητικό σύστημα γύρω από το Proxima Centauri, ένα αστέρι με παρόμοια χαρακτηριστικά, τότε θα ήταν πολύ εύκολο να εντοπιστούν. Μετά από αυτό, αυτός και η ομάδα του άρχισαν να κάνουν κράτηση χρόνου με ένα διαστημικό τηλεσκόπιο. Και μέχρι το 2014-15, τους είχε δοθεί άδεια να χρησιμοποιούν τον δορυφόρο Microvariability and Oscillation of Stars (MOST) του Καναδικού Οργανισμού Διαστήματος.
Σχεδόν το ίδιο μέγεθος με μια βαλίτσα, ο δορυφόρος MOST ζυγίζει μόνο 54 κιλά και είναι εξοπλισμένος με ένα τηλεσκόπιο εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας που έχει διάμετρο μόλις 15 cm. Είναι ο πρώτος καναδικός επιστημονικός δορυφόρος που τοποθετήθηκε σε τροχιά σε 33 χρόνια και ήταν το πρώτο διαστημικό τηλεσκόπιο που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε εξ ολοκλήρου στον Καναδά.
Παρά το μέγεθός του, το MOST είναι δέκα φορές πιο ευαίσθητο από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble. Επιπλέον, ο Kipping και η ομάδα του γνώριζαν ότι μια αποστολή να αναζητήσει διέλευση εξωπλανητών γύρω από το Proxima Centauri θα ήταν πολύ υψηλού κινδύνου για κάτι σαν το Hubble. Στην πραγματικότητα, η CSA απέρριψε αρχικά τις αιτήσεις τους για τον ίδιο λόγο.
«Οι περισσότεροι μας αρνήθηκαν αρχικά επειδή ήθελαν να δουν το Alpha Centauri μετά την ανακοίνωση των Dumusque et al. ενός πλανήτη εκεί », είπε ο Kipping. «Είναι κατανοητό λοιπόν ότι το Proxima, για το οποίο δεν ήταν γνωστοί πλανήτες τότε, δεν ήταν τόσο υψηλή προτεραιότητα όσο το Alpha Cen. Ποτέ δεν προσπαθήσαμε ούτε για τον Χάμπλ, θα ήταν τεράστιο αίτημα να κοιτάξουμε το HST σε ένα μόνο αστέρι για μήνες στο τέλος με μόλις 10% πιθανότητα επιτυχίας. "
Μέχρι το 2014 και το 2015, εξασφάλισαν άδεια χρήσης του MOST και παρατήρησαν το Proxima Centauri δύο φορές - τον Μάιο και των δύο ετών. Από αυτό, απέκτησαν μια φωτομετρία διάρκειας μισού μισού αξίας, την οποία επεξεργάζονται επί του παρόντος για να αναζητήσουν διαμετακόμιση. Όπως εξήγησε ο Kipping, αυτό ήταν μάλλον δύσκολο, καθώς το Proxima Centauri είναι ένα πολύ ενεργό αστέρι - υπόκειται σε φωτοβολίδες.
«Το αστέρι αναβοσβήνει πολύ συχνά και εμφανώς στα δεδομένα μας», είπε. «Η διόρθωση για αυτό το αποτέλεσμα ήταν ένα από τα σημαντικότερα εμπόδια στην ανάλυσή μας. Στην θετική πλευρά, η περιστροφική δραστηριότητα είναι αρκετά υποτονική. Το άλλο ζήτημα που έχουμε είναι ότι το MOST περιστρέφεται γύρω από τη Γη μία φορά κάθε 100 λεπτά, οπότε λαμβάνουμε κενά δεδομένων κάθε φορά που το MOST πηγαίνει πίσω από τη Γη. "
Οι προσπάθειές τους να βρουν εξωπλανήτες γύρω από το Proxima Centauri είναι ιδιαίτερα σημαντικές ενόψει της πρόσφατης ανακοίνωσης του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου σχετικά με την ανακάλυψη ενός επίγειου εξωπλανήτη εντός της κατοικήσιμης ζώνης του Proxima Centauri (Proxima b). Αλλά σε σύγκριση με τους ESO Ανοιχτό κόκκινο κουκκίδα έργο, ο Kipping και η ομάδα του βασίζονταν σε διαφορετικές μεθόδους.
Όπως εξήγησε ο Kipping, αυτό κατέληξε στη διαφορά μεταξύ της μεθόδου διαμετακόμισης και της μεθόδου ακτινικής ταχύτητας:
«Ουσιαστικά, αναζητούμε πλανήτες που έχουν τη σωστή ευθυγράμμιση για διέλευση (ή έκλειψη) κατά μήκος της όψης του άστρου, ενώ οι ακτινικές ταχύτητες αναζητούν την ταλάντευση της κίνησης ενός άστρου ως απόκριση στη βαρυτική επίδραση ενός πλανήτη σε τροχιά. Οι διαμετακόμιση είναι λιγότερο πιθανό να επιτύχουν για ένα δεδομένο αστέρι, επειδή απαιτείται η ευθυγράμμιση να είναι σωστή. Ωστόσο, η αποζημίωση είναι ότι μπορούμε να μάθουμε περισσότερα για τον πλανήτη, όπως πράγματα όπως το μέγεθος, η πυκνότητα, η ατμόσφαιρα και η παρουσία φεγγαριών και δαχτυλιδιών. "
Τους επόμενους μήνες και χρόνια, ο Kipping και η ομάδα του μπορεί να κληθούν να παρακολουθήσουν την επιτυχία της ανακάλυψης του ESO. Έχοντας εντοπίσει το Proxima b χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Radial Velocity, εναπόκειται τώρα στους αστρονόμους να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη αυτού του πλανήτη χρησιμοποιώντας μια άλλη μέθοδο ανίχνευσης.
Επιπλέον, πολλά μπορούν να μάθουν για έναν πλανήτη μέσω της μεθόδου διαμετακόμισης, η οποία θα ήταν χρήσιμη λαμβάνοντας υπόψη όλα τα πράγματα που δεν γνωρίζουμε ακόμη για το Proxima b. Αυτό περιλαμβάνει πληροφορίες σχετικά με την ατμόσφαιρά της, την οποία η Μέθοδος Διαμετακόμισης είναι συχνά σε θέση να αποκαλύψει μέσω φασματοσκοπικών μετρήσεων.
Αρκεί να πούμε ότι ο Kipping και οι συνάδελφοί του είναι πολύ ενθουσιασμένοι με την ανακοίνωση του Proxima b. Όπως το έθεσε:
«Αυτή είναι ίσως η πιο σημαντική ανακάλυψη εξωπλανήτη την τελευταία δεκαετία. Θα ήταν πικρα απογοητευτικό αν το Proxima b δεν διέλθει, ένας πλανήτης που είναι παράδοξα τόσο κοντά αλλά μέχρι στιγμής όσον αφορά την ικανότητά μας να μάθουμε περισσότερα για αυτό. Για εμάς, οι διελεύσεις δεν θα ήταν απλώς το κερασάκι στην τούρτα, χρησιμεύοντας απλώς ως σήμα επιβεβαίωσης - μάλλον, οι διελεύσεις ανοίγουν την πόρτα για να μάθουν τα οικεία μυστικά του Proxima, αλλάζοντας το Proxima b από ένα μόνο, ανώνυμο σημείο δεδομένων σε έναν πλούσιο κόσμο όπου κάθε μήνα θα ακούγαμε για νέες ανακαλύψεις της φύσης και του χαρακτήρα της. "
Τον ερχόμενο Σεπτέμβριο, ο Kipping θα ενταχθεί στη σχολή του Πανεπιστημίου της Κολούμπια, όπου θα συνεχίσει το κυνήγι του για εξωπλανήτες. Κάποιος μπορεί να ελπίζει ότι αυτοί που βρίσκουν και οι συνάδελφοί του θα είναι επίσης προσιτοί!
