Dalam tiga puluh tahun terakhir, ribuan planet ekstra-surya telah ditemukan di luar Tata Surya kita. Untuk sebagian besar, mereka telah terdeteksi oleh Kepler Teleskop luar angkasa menggunakan teknik yang disebut Transit Photometry. Untuk metode ini, para astronom mengukur penurunan periodik dalam kecerahan bintang - yang merupakan hasil dari planet yang melintas di depannya relatif terhadap pengamat - untuk mengonfirmasi keberadaan planet.
Berkat upaya penelitian baru yang dilakukan oleh tim astronom profesional dan amatir, sesuatu yang jauh lebih kecil dari planet baru-baru ini terdeteksi mengorbit bintang yang jauh. Menurut sebuah studi baru yang diterbitkan oleh tim peneliti, enam exocomets diamati mengorbit di sekitar KIC 3542116, bintang F2V tipe spektral yang terletak 800 tahun cahaya dari Bumi. Komet-komet ini adalah benda terkecil hingga saat ini yang mendeteksi metode Transit Fotometri.
Studi yang merinci temuan mereka, berjudul "Kemungkinan Transit Exocomets Terdeteksi oleh Kepler", baru-baru ini muncul di Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Masyarakat. Dipimpin oleh Saul Rappaport dari MIT's Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, tim ini juga terdiri dari astronom amatir, anggota Pusat Harvard-Smithsonian untuk Astrofisika (CFA), Universitas Texas, Universitas Northeastern, dan Pusat Penelitian Ames NASA.
Ini adalah pertama kalinya Transit Photometry digunakan untuk mendeteksi objek sekecil komet. Komet-komet ini adalah bola-bola es dan debu - sebanding dengan ukuran Halley's Comet - yang ditemukan melaju dengan kecepatan sekitar 160.934 km / jam (100.000 mph) sebelum menguap. Para peneliti dapat mendeteksi mereka dengan mengambil ekornya, awan debu dan gas yang terbentuk ketika komet semakin dekat dengan bintang mereka dan mulai menyublim.
Ini bukan tugas yang mudah, karena ekor hanya mampu mengaburkan sekitar sepersepuluh dari 1% cahaya bintang. Seperti Saul Rappaport, yang juga profesor emeritus fisika di Institut Kavli untuk Penelitian Astrofisika dan Antariksa, menjelaskan dalam siaran pers MIT:
“Sungguh menakjubkan bahwa sesuatu yang beberapa perintah besarnya lebih kecil dari Bumi dapat dideteksi hanya dengan fakta bahwa ia mengeluarkan banyak puing. Cukup mengesankan untuk bisa melihat sesuatu yang sangat kecil, sangat jauh. "
Penghargaan untuk deteksi asli diberikan kepada Thomas Jacobs, seorang astronom amatir yang tinggal di Bellevue, Washington, dan merupakan anggota Planet Hunters. Proyek ilmuwan warga ini pertama kali didirikan oleh Universitas Yale dan terdiri dari para astronom amatir yang mendedikasikan waktu mereka untuk mencari exoplanet. Anggota diberi akses ke data dari Teleskop Luar Angkasa Kepler dengan harapan mereka akan memperhatikan hal-hal yang mungkin terlewatkan oleh algoritma komputer.
Kembali pada bulan Januari, Jacobs mulai memindai empat tahun data yang diperoleh selama KeplerMisi utama. Selama fase ini, yang berlangsung dari 2009 hingga 2013, Kepler memindai lebih dari 200.000 bintang dan melakukan pengukuran kurva cahaya mereka. Setelah lima bulan menyaring data (pada 18 Maret), ia melihat beberapa pola cahaya yang aneh di tengah kebisingan latar belakang yang berasal dari KIC 3542116. Seperti yang dikatakan Jacobs:
“Mencari objek yang menarik dalam data Kepler membutuhkan kesabaran, ketekunan, dan ketekunan. Bagi saya itu adalah bentuk perburuan harta karun, mengetahui bahwa ada peristiwa menarik yang menunggu untuk ditemukan. Ini semua tentang eksplorasi dan berburu di mana beberapa orang pernah melakukan perjalanan sebelumnya. "
Secara khusus, Jacobs sedang mencari tanda-tanda transit tunggal, yang tidak seperti yang disebabkan oleh planet yang mengorbit bintang (mis. Berkala). Sambil melihat KIC 3542116, ia memperhatikan tiga transit tunggal, dan kemudian memberi tahu Rappaport dan Andrew Vanderburg, sebagai astrofisikawan di University of Texas dan anggota CFA. Jacobs telah bekerja dengan kedua pria di masa lalu, dan menginginkan pendapat mereka tentang temuan ini.
Seperti yang diingat oleh Rapport, proses menafsirkan data itu menantang, tetapi bermanfaat. Awalnya, mereka mencatat bahwa lightcurves tidak menyerupai yang disebabkan oleh transit planet, yang ditandai dengan penurunan cahaya yang tiba-tiba dan tajam, diikuti oleh kenaikan tajam. Pada waktunya, Rapport mencatat asimetri dalam tiga lightcurves menyerupai planet-planet yang hancur, yang telah mereka amati sebelumnya.
"Kami duduk selama satu bulan, karena kami tidak tahu apa itu - planet yang transit tidak terlihat seperti ini," kata Rappaport. "Lalu terpikir olehku bahwa, 'Hei, ini terlihat seperti sesuatu yang telah kita lihat sebelumnya' ... Kami pikir, satu-satunya jenis tubuh yang bisa melakukan hal yang sama dan tidak mengulangi adalah tubuh yang mungkin akan hancur pada akhirnya. Satu-satunya hal yang sesuai dengan tagihan, dan memiliki massa yang cukup kecil untuk dihancurkan, adalah sebuah komet. ”
Berdasarkan perhitungan mereka, yang menunjukkan bahwa setiap komet memblokir sekitar sepersepuluh dari 1% cahaya bintang, tim peneliti menyimpulkan bahwa komet kemungkinan akan hancur seluruhnya, menciptakan jejak debu yang cukup untuk menghalangi cahaya selama beberapa bulan sebelum itu menghilang. Setelah melakukan pengamatan tambahan, mereka juga mencatat tiga transit lagi dalam periode waktu yang sama dengan yang diamati oleh Jacobs.
Fakta bahwa keenam exocomets ini tampaknya telah berpindah sangat dekat dengan bintang mereka dalam empat tahun terakhir menimbulkan beberapa pertanyaan menarik, dan menjawab mereka dapat memiliki implikasi drastis untuk penelitian ekstra-surya. Itu juga bisa memajukan pemahaman kita tentang Tata Surya kita. Seperti yang dijelaskan Vanderburg:
“Mengapa ada begitu banyak komet di bagian dalam tata surya ini? Apakah ini era pemboman ekstrem dalam sistem ini? Itu adalah bagian yang sangat penting dari pembentukan tata surya kita dan mungkin telah membawa air ke Bumi. Mungkin mempelajari exocomets dan mencari tahu mengapa mereka ditemukan di sekitar jenis bintang ini ... dapat memberi kita wawasan tentang bagaimana pemboman terjadi di tata surya lain. "
Antara 4,1 dan 3,8 miliar tahun yang lalu, Tata Surya juga mengalami periode aktivitas komet intens yang dikenal sebagai Late Heavy Bombardment. Selama waktu ini, asteroid dan komet diyakini telah berdampak pada benda-benda di Tata Surya bagian dalam secara teratur. Menariknya, periode pemboman berat ini diyakini sebagai yang bertanggung jawab atas distribusi air ke Bumi dan planet terestrial lainnya.
Seperti dicatat, KIC 3542116 milik tipe spektral F2V, kelas bintang kuning-putih yang biasanya 1 hingga 1,4 kali lebih besar dari Matahari dan cukup terang. Karena ukuran dan massanya sebanding dengan Matahari kita, mungkin saja periode pengeboman yang dialaminya mirip dengan apa yang dilalui Tata Surya. Menyaksikannya terungkap bisa memberi tahu kita banyak tentang bagaimana aktivitas serupa memengaruhi evolusi Tata Surya kita miliaran tahun yang lalu.
Selain pentingnya studi ini untuk studi astrofisika dan astronomi, studi ini juga menunjukkan peran penting yang dimainkan oleh ilmuwan warga saat ini. Kalau bukan karena pekerjaan tanpa lelah yang dilakukan oleh Jacobs, yang menyaring data Kepler antara mengerjakan pekerjaan hariannya dan pada akhir pekan, penemuan ini tidak akan mungkin terjadi.
"Saya bisa menyebutkan 10 jenis hal yang ditemukan orang-orang ini dalam data Kepler yang tidak dapat ditemukan algoritma, karena kemampuan pengenalan pola di mata manusia," kata Rappaport. “Kamu sekarang bisa menulis algoritma komputer untuk menemukan bentuk komet semacam ini. Tetapi mereka terlewatkan dalam pencarian sebelumnya. Mereka cukup dalam tetapi tidak memiliki bentuk yang tepat yang diprogram ke dalam algoritma. Saya pikir adil untuk mengatakan ini tidak akan pernah ditemukan oleh algoritma apa pun. "
Di masa depan, tim peneliti berharap bahwa penyebaran Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - yang akan dipimpin oleh MIT - akan terus melakukan jenis penelitian yang dilakukan oleh Kepler.
