Dalam tiga puluh tahun kebelakangan ini, ribuan planet ekstra suria telah dijumpai di luar Sistem Suria kita. Sebahagian besarnya, mereka telah dikesan oleh Kepler Teleskop Angkasa menggunakan teknik yang disebut Transit Photometry. Untuk kaedah ini, para astronom mengukur penurunan berkala dalam kecerahan bintang - yang merupakan hasil planet yang melintas di depannya berbanding dengan pemerhati - untuk mengesahkan kehadiran planet.
Berkat usaha penyelidikan baru yang dilakukan oleh pasukan astronomi profesional dan amatur, sesuatu yang jauh lebih kecil daripada planet baru-baru ini dikesan mengorbit bintang jauh. Menurut kajian baru yang diterbitkan oleh pasukan penyelidik, enam eksokomet diperhatikan mengorbit sekitar KIC 3542116, bintang F2V jenis spektral yang terletak 800 tahun cahaya dari Bumi. Komet ini adalah objek terkecil setakat ini yang mengesan kaedah Transit Fotometri.
Kajian yang memperincikan penemuan mereka, berjudul "Kemungkinan Memancarkan Exocomets yang Dikesan oleh Kepler", baru-baru ini muncul di Pemberitahuan Bulanan Astronomi Diraja Masyarakat. Diketuai oleh Saul Rappaport dari Mav's Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, pasukan ini juga terdiri daripada ahli astronomi amatur, ahli Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), University of Texas, Northeastern University, dan Pusat Penyelidikan Ames NASA.
Ini adalah pertama kalinya Transit Photometry digunakan untuk mengesan objek sekecil komet. Komet ini berbentuk bebola ais dan debu - ukurannya setanding dengan Halley's Comet - yang didapati bergerak dengan kelajuan sekitar 160.934 km / jam (100,000 mph) sebelum mereka menguap. Para penyelidik dapat mengesannya dengan memilih ekornya, awan debu dan gas yang terbentuk ketika komet mendekati bintang mereka dan mula menyebar.
Ini bukan tugas yang mudah, kerana ekor hanya dapat mengaburkan sepersepuluh dari 1% cahaya bintang. Seperti yang dijelaskan oleh Saul Rappaport, yang juga emeritus profesor fizik di Institut Kavli untuk Penyelidikan Astrofizik dan Angkasa, dalam siaran akhbar MIT:
"Sungguh mengagumkan bahawa sesuatu yang berukuran lebih kecil daripada Bumi dapat dikesan hanya dengan fakta bahawa ia mengeluarkan banyak puing-puing. Cukup mengagumkan kerana dapat melihat sesuatu yang sangat kecil, sejauh ini. "
Kredit untuk pengesanan asal diberikan kepada Thomas Jacobs, ahli astronomi amatur yang tinggal di Bellevue, Washington, dan merupakan ahli Planet Hunters. Projek saintis warganegara ini pertama kali ditubuhkan oleh Universiti Yale dan terdiri daripada ahli astronomi amatur yang meluangkan masa mereka untuk mencari eksoplanet. Anggota diberi akses ke data dari Teleskop Angkasa Kepler dengan harapan mereka dapat melihat perkara-perkara yang mungkin hilang oleh algoritma komputer.
Kembali pada bulan Januari, Jacobs mula mengimbas empat tahun data yang diperoleh selama KeplerMisi utama. Semasa fasa ini, yang berlangsung dari 2009 hingga 2013, Kepler mengimbas lebih daripada 200,000 bintang dan melakukan pengukuran keluk cahaya mereka. Setelah lima bulan menyaring data (pada 18 Mac), dia melihat beberapa corak cahaya yang ingin tahu di tengah-tengah bunyi latar yang datang dari KIC 3542116. Seperti yang dikatakan oleh Jacobs:
"Mencari objek yang menarik dalam data Kepler memerlukan kesabaran, ketekunan, dan ketekunan. Bagi saya, ini adalah bentuk pemburuan harta karun, mengetahui bahawa ada peristiwa menarik yang menunggu untuk ditemui. Ini semua mengenai penjelajahan dan mencari di tempat yang tidak pernah dilalui sebelum ini. "
Secara khusus, Jacobs mencari tanda-tanda transit tunggal, yang tidak seperti yang disebabkan oleh planet yang mengorbit bintang (iaitu berkala). Sambil melihat KIC 3542116, dia melihat tiga transit tunggal, dan kemudian memberi tahu Rappaport dan Andrew Vanderburg, sebagai ahli astrofizik di University of Texas dan anggota CfA. Jacobs pernah bekerja dengan kedua-dua lelaki itu pada masa lalu, dan ingin pendapat mereka mengenai penemuan ini.
Seperti yang diingatkan oleh Rapport, proses menafsirkan data itu mencabar, tetapi bermanfaat. Pada mulanya, mereka mencatat bahawa selubung cahaya tidak menyerupai yang disebabkan oleh transit planet, yang dicirikan oleh penurunan cahaya yang tiba-tiba dan tajam, diikuti oleh kenaikan tajam. Pada waktunya, Rapport mencatat asimetri dalam tiga pelindung cahaya menyerupai planet yang hancur, yang mereka perhatikan sebelumnya.
"Kami duduk di sini selama sebulan, kerana kami tidak tahu apa itu - transit planet tidak seperti ini," kata Rappaport. "Kemudian terpikir oleh saya bahawa, 'Hei, ini seperti sesuatu yang pernah kita lihat sebelumnya' ... Kami fikir, satu-satunya jenis badan yang dapat melakukan perkara yang sama dan tidak berulang adalah yang mungkin akan musnah pada akhirnya. Satu-satunya perkara yang sesuai dengan rang undang-undang, dan mempunyai jisim yang cukup kecil untuk dihancurkan, adalah komet. "
Berdasarkan perhitungan mereka, yang menunjukkan bahawa setiap komet menyekat sekitar sepersepuluh dari 1% cahaya bintang, pasukan penyelidik menyimpulkan bahawa komet itu mungkin hancur sepenuhnya, mewujudkan jejak debu yang cukup untuk menyekat cahaya selama beberapa bulan sebelumnya ia hilang. Setelah melakukan pemerhatian tambahan, mereka juga mencatat tiga lagi transit dalam jangka masa yang sama yang serupa dengan yang diperhatikan oleh Jacobs.
Fakta bahawa enam eksokomet ini nampaknya telah melintas sangat dekat dengan bintang mereka dalam empat tahun terakhir menimbulkan beberapa pertanyaan menarik, dan menjawabnya dapat memberi implikasi drastik untuk penyelidikan ekstra-surya. Ini juga dapat meningkatkan pemahaman kita tentang Sistem Suria kita sendiri. Seperti yang dijelaskan oleh Vanderburg:
"Mengapa terdapat begitu banyak komet di bahagian dalam sistem suria ini? Adakah ini era pengeboman yang melampau dalam sistem ini? Itu adalah bahagian yang sangat penting dari pembentukan sistem suria kita sendiri dan mungkin membawa air ke Bumi. Mungkin mempelajari eksokomet dan mencari tahu mengapa mereka dijumpai di sekitar bintang jenis ini ... dapat memberi kita gambaran tentang bagaimana pengeboman berlaku di sistem suria yang lain. "
Antara 4.1 dan 3.8 bilion tahun yang lalu, Sistem Suria juga mengalami masa aktiviti komet yang sengit yang dikenali sebagai Pengeboman Berat Akhir. Selama ini, asteroid dan komet dipercayai mempengaruhi tubuh di Sistem Suria dalam secara berkala. Menariknya, tempoh pengeboman besar ini diyakini sebagai penyebab penyaluran air ke Bumi dan planet-planet daratan yang lain.
Seperti yang dinyatakan, KIC 3542116 tergolong dalam jenis spektrum F2V, kelas bintang kuning-putih yang biasanya 1 hingga 1.4 kali lebih besar daripada Matahari kita dan cukup terang. Oleh kerana ukuran dan jisimnya sebanding dengan Matahari kita, ada kemungkinan bahawa masa pengeboman yang dialaminya mirip dengan apa yang dilalui oleh Sistem Suria. Oleh itu, menontonnya dapat memberi tahu kita banyak tentang bagaimana aktiviti serupa mempengaruhi evolusi Sistem Suria kita berbilion tahun yang lalu.
Sebagai tambahan kepada kepentingan kajian ini terhadap kajian astrofizik dan astronomi, kajian ini juga menunjukkan peranan penting yang dimainkan oleh saintis warganegara hari ini. Sekiranya bukan kerana kerja tanpa lelah yang dilakukan oleh Jacobs, yang menyaring data Kepler antara mengerjakan pekerjaan sehari-harinya dan pada hujung minggu, penemuan ini tidak mungkin dilakukan.
"Saya dapat menyebutkan 10 jenis hal yang dijumpai orang-orang ini dalam data Kepler yang tidak dapat dijumpai algoritma, kerana kemampuan pengecaman corak di mata manusia," kata Rappaport. "Anda sekarang boleh menulis algoritma komputer untuk mencari bentuk komet seperti ini. Tetapi mereka terlepas dalam pencarian sebelumnya. Mereka cukup dalam tetapi tidak mempunyai bentuk yang tepat yang diprogramkan menjadi algoritma. Saya rasa wajar untuk mengatakan bahawa ini tidak pernah dijumpai oleh algoritma mana pun. "
Di masa depan, pasukan penyelidik menjangkakan bahawa penyebaran Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - yang akan dipimpin oleh MIT - akan terus melakukan jenis penelitian yang dilakukan oleh Kepler.
