ในสามสิบปีที่ผ่านมามีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะหลายพันดวงที่อยู่นอกเหนือระบบสุริยะของเรา ส่วนใหญ่พวกเขาได้รับการตรวจพบโดย เคปเลอร์ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ใช้เทคนิคที่เรียกว่า Transit Photometry สำหรับวิธีการนี้นักดาราศาสตร์วัดค่าการลดลงเป็นระยะในความสว่างของดาวซึ่งเป็นผลมาจากดาวเคราะห์ที่ผ่านหน้าพวกมันเทียบกับผู้สังเกตการณ์เพื่อยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์
ต้องขอบคุณความพยายามในการวิจัยใหม่ที่ดำเนินการโดยทีมนักดาราศาสตร์มืออาชีพและมือสมัครเล่นสิ่งที่เล็กกว่าดาวเคราะห์ถูกตรวจพบเมื่อเร็ว ๆ นี้โคจรรอบดาวฤกษ์ห่างไกล จากการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์โดยทีมวิจัยพบว่ามีเอ็กโคโมเท็ตหกดวงที่โคจรรอบ ๆ KIC 3542116 ดาว F2V สเปกตรัมประเภทหนึ่งตั้งอยู่ 800 ปีแสงจากโลก ดาวหางเหล่านี้เป็นวัตถุที่เล็กที่สุดในปัจจุบันที่ตรวจจับวิธีการขนส่งผ่านทางแสง
การศึกษาซึ่งรายละเอียดการค้นพบของพวกเขาในหัวข้อ“ มีแนวโน้ม Transiting Exocomets ที่ตรวจพบโดย Kepler” เพิ่งปรากฏใน ประกาศรายเดือนของดาราศาสตร์ สังคม. นำโดย Saul Rappaport ของสถาบัน Kavli เพื่อการศึกษาดาราศาสตร์และอวกาศของ MIT ทีมนี้ยังประกอบด้วยนักดาราศาสตร์สมัครเล่นสมาชิกของศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน (CfA) มหาวิทยาลัยเท็กซัสมหาวิทยาลัยนอร์ ธ อีสเทิร์น
นี่เป็นครั้งแรกที่มีการใช้มาตรการขนส่งเพื่อตรวจจับวัตถุที่มีขนาดเล็กเท่าดาวหาง ดาวหางเหล่านี้เป็นลูกบอลน้ำแข็งและฝุ่นซึ่งเทียบเท่ากับขนาดของดาวหางฮัลเลย์ซึ่งพบว่าเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 160,934 กม. / ชม. (100,000 ไมล์ต่อชั่วโมง) ก่อนที่จะระเหย นักวิจัยสามารถตรวจจับพวกมันได้โดยหยิบหางของมันเมฆฝุ่นและก๊าซที่ก่อตัวขึ้นเมื่อดาวหางเข้าใกล้ดาวฤกษ์ของพวกเขามากขึ้น
นี่ไม่ใช่งานง่ายเนื่องจากก้อยสามารถคลุมเครือเพียงประมาณหนึ่งในสิบของแสงดาว ในฐานะที่เป็น Saul Rappaport ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่สถาบัน Kavli for Astrophysics และ Space Research ได้อธิบายไว้ในการแถลงข่าวของ MIT:
“ น่าประหลาดใจที่มีบางคำสั่งขนาดเล็กกว่าโลกสามารถตรวจจับได้เพียงแค่ความจริงที่ว่ามันมีการปล่อยเศษขยะจำนวนมาก เป็นเรื่องที่น่าประทับใจมากที่ได้เห็นบางสิ่งเล็ก ๆ ห่างไกล”
เครดิตสำหรับการตรวจจับต้นฉบับไปที่ Thomas Jacobs นักดาราศาสตร์สมัครเล่นที่อาศัยอยู่ใน Bellevue, Washington และเป็นสมาชิกของ Planet Hunters โครงการนักวิทยาศาสตร์พลเมืองนี้ก่อตั้งขึ้นครั้งแรกโดยมหาวิทยาลัยเยลและประกอบด้วยนักดาราศาสตร์สมัครเล่นซึ่งอุทิศเวลาให้กับการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ สมาชิกจะได้รับการเข้าถึงข้อมูลจาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ด้วยความหวังว่าพวกเขาจะสังเกตเห็นสิ่งต่าง ๆ ที่อัลกอริธึมคอมพิวเตอร์อาจพลาด
ย้อนกลับไปในเดือนมกราคม Jacobs เริ่มทำการสแกนข้อมูลสี่ปีที่ได้รับในระหว่างนั้น เคปเลอร์ภารกิจหลักของ ในช่วงนี้ซึ่งกินเวลาตั้งแต่ 2009 ถึง 2013 เคปเลอร์ สแกนมากกว่า 200,000 ดวงและทำการวัดเส้นโค้งแสงของพวกเขา หลังจากการกลั่นกรองข้อมูลเป็นเวลาห้าเดือน (วันที่ 18 มีนาคม) เขาสังเกตเห็นรูปแบบแสงแปลก ๆ หลายรูปแบบท่ามกลางเสียงพื้นหลังที่มาจาก KIC 3542116 ดังที่ Jacobs กล่าวว่า:
“ การมองหาวัตถุที่น่าสนใจในข้อมูลของ Kepler นั้นต้องใช้ความอดทนความเพียรและความเพียร สำหรับฉันมันเป็นรูปแบบหนึ่งของการล่าขุมทรัพย์เพราะรู้ว่ามีเหตุการณ์ที่น่าสนใจรอการค้นพบ มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการสำรวจและการตามล่าซึ่งมีน้อยคนนักเดินทางมาก่อน”
โดยเฉพาะ Jacobs กำลังค้นหาสัญญาณของการผ่านหน้าเพียงครั้งเดียวซึ่งไม่เหมือนกับสิ่งที่เกิดจากดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ (กล่าวคือเป็นระยะ) ในขณะที่มอง KIC 3542116 เขาสังเกตเห็นการผ่านสามครั้งจากนั้นจึงแจ้งเตือน Rappaport และ Andrew Vanderburg ในฐานะนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสและสมาชิก CfA จาคอบส์เคยทำงานกับชายทั้งสองในอดีตและต้องการความคิดเห็นเกี่ยวกับสิ่งที่ค้นพบเหล่านี้
ดังที่ Rapport เล่าว่ากระบวนการในการตีความข้อมูลเป็นเรื่องที่ท้าทาย แต่ก็คุ้มค่า ในขั้นต้นพวกเขาตั้งข้อสังเกตว่าหลอดไฟไม่ได้มีลักษณะคล้ายกับที่เกิดจากการผ่านของดาวเคราะห์ซึ่งมีลักษณะโดยการลดลงอย่างรวดเร็วและคมชัดในแสงตามด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทันเวลา Rapport ตั้งข้อสังเกตความไม่สมดุลใน lightcurves ทั้งสามคล้ายกับดาวเคราะห์ที่สลายตัวซึ่งพวกเขาเคยสังเกตมาก่อน
“ เรานั่งอยู่บนนี้เป็นเวลาหนึ่งเดือนเพราะเราไม่รู้ว่ามันคืออะไร - ดาวเคราะห์ผ่านหน้าไม่เป็นแบบนี้” แรปพาพอร์ตกล่าว “ จากนั้นเกิดขึ้นกับฉันว่า 'เฮ้ดูเหมือนสิ่งที่เราเคยเห็นมาก่อน' …เราคิดว่าร่างกายประเภทเดียวที่สามารถทำสิ่งเดียวกันและไม่ทำซ้ำได้คือสิ่งที่อาจถูกทำลายในที่สุด สิ่งเดียวที่เหมาะกับใบเรียกเก็บเงินและมีจำนวนน้อยพอที่จะถูกทำลายได้คือดาวหาง”
จากการคำนวณของพวกเขาซึ่งระบุว่าดาวหางแต่ละดวงปิดกั้นแสงประมาณหนึ่งในสิบของ 1% ของดาวฤกษ์ทีมวิจัยสรุปว่าดาวหางน่าจะสลายตัวไปอย่างสิ้นเชิงสร้างเส้นทางฝุ่นที่เพียงพอที่จะปิดกั้นแสงเป็นเวลาหลายเดือนก่อน มันหายไป หลังจากดำเนินการสังเกตเพิ่มเติมพวกเขายังสังเกตอีกสาม transits ในช่วงเวลาเดียวกันที่คล้ายกับที่สังเกตโดย Jacobs
ความจริงที่ว่า exocomets ทั้งหกนี้ดูเหมือนจะผ่านหน้าไปใกล้ดาวฤกษ์ของพวกเขามากในช่วงสี่ปีที่ผ่านมาทำให้เกิดคำถามที่น่าสนใจและการตอบคำถามเหล่านี้อาจมีนัยยะสำคัญสำหรับการวิจัยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพิเศษ มันยังสามารถพัฒนาความเข้าใจระบบสุริยะของเราเอง ดังที่ Vanderburg อธิบายว่า:
“ ทำไมมีดาวหางมากมายในส่วนด้านในของระบบสุริยจักรวาล? นี่เป็นยุคแห่งการทิ้งระเบิดที่รุนแรงในระบบเหล่านี้หรือไม่? นั่นเป็นส่วนสำคัญของการก่อตัวระบบสุริยะของเราและอาจนำน้ำมาสู่โลก อาจจะศึกษาเอกภพและหาสาเหตุว่าทำไมพวกเขาถึงพบดาวประเภทนี้…อาจทำให้เราเข้าใจว่าการทิ้งระเบิดเกิดขึ้นในระบบสุริยะอื่น ๆ อย่างไร”
ระหว่าง 4.1 ถึง 3.8 พันล้านปีก่อนระบบสุริยะก็มีช่วงเวลาของกิจกรรมดาวหางที่รุนแรงที่รู้จักกันในชื่อ ในช่วงเวลานี้ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางเชื่อว่ามีผลกระทบต่อร่างกายในระบบสุริยจักรวาลภายในเป็นประจำ น่าสนใจว่าช่วงเวลาของการทิ้งระเบิดครั้งใหญ่นี้เชื่อกันว่าเป็นสิ่งที่ต้องรับผิดชอบในการแจกจ่ายน้ำสู่โลกและดาวเคราะห์บนพื้นโลกอื่น ๆ
ตามที่ระบุไว้ KIC 3542116 เป็นของประเภทสเปกตรัม F2V ซึ่งเป็นดาวสีเหลืองขาวที่มีมวลสูงถึง 1 ถึง 1.4 เท่ามวลดวงอาทิตย์และค่อนข้างสว่าง เนื่องจากมันมีขนาดและมวลเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์ของเราจึงเป็นไปได้ที่ระยะเวลาการทิ้งระเบิดที่เกิดขึ้นจะคล้ายกับที่ระบบสุริยะผ่าน การมองดูสิ่งที่แผ่ออกไปสามารถบอกเราได้มากมายเกี่ยวกับกิจกรรมที่คล้ายคลึงกันที่มีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของระบบสุริยะของเราเมื่อหลายพันล้านปีก่อน
นอกจากความสำคัญของการศึกษาต่อการศึกษาดาราศาสตร์และดาราศาสตร์แล้วมันยังแสดงให้เห็นถึงบทบาทที่สำคัญของนักวิทยาศาสตร์ที่เป็นพลเมืองในปัจจุบัน ไม่ใช่สำหรับงานที่ไม่เหน็ดเหนื่อยซึ่งดำเนินการโดย Jacobs ซึ่งคอยติดตามข้อมูลของ Kepler ระหว่างการทำงานประจำวันของเขาและในวันหยุดสุดสัปดาห์การค้นพบนี้จะไม่เกิดขึ้น
“ ฉันสามารถตั้งชื่อสิ่งต่าง ๆ 10 ชนิดที่คนเหล่านี้พบในข้อมูลของเคปเลอร์ที่อัลกอริธึมหาไม่ได้เพราะความสามารถในการจดจำรูปแบบในสายตามนุษย์” แรปพาพอร์ตกล่าว “ คุณสามารถเขียนอัลกอริธึมคอมพิวเตอร์เพื่อค้นหารูปร่างของดาวหางชนิดนี้ แต่พวกเขาพลาดการค้นหาก่อนหน้านี้ พวกมันลึกพอ แต่ไม่มีรูปร่างที่เหมาะสมซึ่งถูกเขียนโปรแกรมลงในอัลกอริทึม ฉันคิดว่ามันยุติธรรมที่จะบอกว่าสิ่งนี้จะไม่ถูกค้นพบโดยอัลกอริทึมใด ๆ ”
ในอนาคตทีมวิจัยคาดว่าการปรับใช้ Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ซึ่งจะนำโดย MIT นั้นจะยังคงดำเนินการวิจัยประเภทของเคปเลอร์ต่อไป
