Znalezienie egzoplanet to ciężka praca. Oprócz wymagających poważnie wyrafinowanych instrumentów, wymaga to także zespołów zaangażowanych naukowców; ludzie gotowi przelać mnóstwo danych, aby znaleźć dowody na odległe światy. Profesor Kipping, astronom z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, jest jedną z takich osób.
W społeczności astronomicznej Kipping jest najbardziej znany ze swojej pracy z egzomoonami. Ale jego badania obejmują także badania i charakteryzację egzoplanet, które realizuje wraz ze swoimi kolegami z Cool Worlds Laboratory na Columbia University. Najbardziej zainteresował go w ostatnich latach odkrywanie egzoplanet wokół najbliższego sąsiada Słońca - Proximy Centauri.
Kipping określa się jako „modelarz”, łączący nowatorskie modelowanie teoretyczne z nowoczesnymi technikami analizy danych statystycznych stosowanymi do obserwacji. Jest także głównym śledczym (PI) The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK) i pracownik Harvard College Observatory. Przez ostatnie kilka lat on i jego zespół polowali na egzoplanety w lokalnej gwiezdnej dzielnicy.
Inspiracja do tych poszukiwań sięga 2012 roku, kiedy Kipping był na konferencji i usłyszał wiadomość o serii egzoplanet odkrywanych wokół Kepler 42 (alias KOI-961). Korzystając z danych z misji Kepler, zespół z California Institute of Technology odkrył trzy egzoplanety krążące wokół tej czerwonej gwiazdy karła, która znajduje się około 126 lat świetlnych od Ziemi.
W tym czasie Kipping przypomniał sobie, jak autor badania - profesor Philip Steven Muirhead, obecnie profesor nadzwyczajny w Instytucie Badań Astrofizycznych na Uniwersytecie Bostońskim - skomentował, że ten system gwiezdny przypomina nasze najbliższe gwiazdy czerwonego karła - Gwiazdę Barnarda Proxima Centauri.
Ponadto planety Keplera 42 były łatwe do zauważenia, biorąc pod uwagę, że ich bliskość do gwiazdy oznaczała, że zakończyły one okres orbitalny w ciągu około jednego dnia. Ponieważ regularnie mijają przed swoją gwiazdą, szanse na ich zauważenie przy użyciu Metody Tranzytu były spore.
Jak powiedział profesorowi Kippingowi Space Magazine za pośrednictwem poczty elektronicznej, był to „moment ah-ha”, który zainspiruje go do spojrzenia na Proximę Centauri i sprawdzenie, czy ona również ma system planet:
„Zainspirowało nas odkrycie planet przelatujących przez KOI-961 przez Phila Muirhead i jego zespół korzystający z danych Keplera. Gwiazda jest bardzo podobna do Proximy, późnego karła typu M, przechowującego trzy planety o podobnej wielkości do Ziemi, bardzo blisko gwiazdy. Uświadomiłem sobie, że gdyby ten system był w pobliżu Proximy, prawdopodobieństwo przejścia wyniósłoby 10%, a niewielki rozmiar gwiazdy prowadziłby do dość wykrywalnych sygnałów ”.
W gruncie rzeczy Kipping zdał sobie sprawę, że gdyby taki układ planetarny istniał także wokół Proximy Centauri, gwiazdy o podobnych cechach, to bardzo łatwo byłoby je wykryć. Następnie on i jego zespół rozpoczęli próbę zarezerwowania czasu za pomocą teleskopu kosmicznego. W latach 2014–2015 otrzymali pozwolenie na korzystanie z satelity MOST (Microvariability and Oscillation of Stars) Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej.
Mniej więcej taki sam rozmiar jak walizka, satelita MOST waży zaledwie 54 kg i jest wyposażony w teleskop o ultra wysokiej rozdzielczości, który ma średnicę zaledwie 15 cm. Jest to pierwszy kanadyjski satelita naukowy umieszczony na orbicie od 33 lat i był pierwszym teleskopem kosmicznym, który został całkowicie zaprojektowany i zbudowany w Kanadzie.
Pomimo swoich rozmiarów MOST jest dziesięć razy bardziej czuły niż Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Ponadto Kipping i jego zespół wiedzieli, że misja polegająca na szukaniu tranzytu egzoplanet wokół Proxima Centauri byłaby zbyt ryzykowna dla czegoś takiego jak Hubble. W rzeczywistości CSA początkowo odrzuciło ich wnioski z tego samego powodu.
„MOST początkowo zaprzeczył nam, ponieważ chcieli spojrzeć na Alpha Centauri po ogłoszeniu Dumusque i in. planety tamtejszej - powiedział Kipping. „Zatem zrozumiałe, że Proxima, dla której w tym czasie nie były znane żadne planety, nie miała tak wysokiego priorytetu jak Alpha Cen. Nigdy nawet nie próbowaliśmy czasu Hubble'a, byłoby wielkim pytaniem, aby wpatrywać się w HST w jedną gwiazdkę przez wiele miesięcy z zaledwie 10% szansą na sukces. ”
Do 2014 i 2015 roku uzyskali pozwolenie na korzystanie z MOST i dwukrotnie obserwowali Proxima Centauri - w maju obu lat. Dzięki temu uzyskali półmetrową fotometrię kosmiczną, którą obecnie przetwarzają w poszukiwaniu tranzytów. Jak wyjaśnił Kipping, było to raczej trudne, ponieważ Proxima Centauri jest bardzo aktywną gwiazdą - podlegającą rozbłyskom gwiazdy.
„Gwiazda rozbłyskuje bardzo często i wyraźnie w naszych danych” - powiedział. „Korekta tego efektu była jedną z głównych przeszkód w naszej analizie. Z drugiej strony aktywność rotacyjna jest dość stłumiona. Innym naszym problemem jest to, że MOST krąży wokół Ziemi raz na 100 minut, więc otrzymujemy luki w danych za każdym razem, gdy MOST przemieszcza się za Ziemią.
Ich wysiłki w celu znalezienia egzoplanet wokół Proxima Centauri są szczególnie znaczące w świetle niedawnego ogłoszenia Europejskiego Obserwatorium Południowego o odkryciu naziemnej egzoplanety w strefie zamieszkania Proxima Centauri (Proxima b). Ale w porównaniu do ESO Bladoczerwona kropka projekt, Kipping i jego zespół polegali na różnych metodach.
Jak wyjaśnił Kipping, sprowadziło się to do różnicy między metodą tranzytu a metodą prędkości radialnej:
„Zasadniczo poszukujemy planet, które mają odpowiednie ustawienie, aby przejść (lub zaćmienie) przez powierzchnię gwiazdy, podczas gdy prędkości radialne szukają drgającego ruchu gwiazdy w odpowiedzi na grawitacyjny wpływ orbitującej planety. Tranzyty zawsze mają mniejsze szanse powodzenia dla danej gwiazdy, ponieważ wymagamy, aby wyrównanie było prawidłowe. Korzyścią jest jednak to, że możemy dowiedzieć się znacznie więcej o planecie, w tym o jej wielkości, gęstości, atmosferze i obecności księżyców i pierścieni ”.
W nadchodzących miesiącach i latach Kipping i jego zespół mogą zostać poproszeni o kontynuację sukcesu odkrycia ESO. Po wykryciu Proximy b za pomocą metody prędkości radialnej astronomowie muszą teraz potwierdzić istnienie tej planety przy użyciu innej metody wykrywania.
Ponadto można wiele dowiedzieć się o planecie za pomocą metody tranzytowej, co byłoby pomocne, biorąc pod uwagę wszystkie rzeczy, których wciąż nie wiemy o Proxima b. Obejmuje to informacje o jego atmosferze, które metoda tranzytowa jest często w stanie ujawnić za pomocą pomiarów spektroskopowych.
Wystarczy powiedzieć, że Kipping i jego koledzy są bardzo podekscytowani ogłoszeniem Proxima b. Jak to ujął:
„Jest to być może najważniejsze odkrycie egzoplanety w ostatniej dekadzie. Byłoby gorzko rozczarowujące, gdyby Proxima b nie przeszła, planetę, która jest paradoksalnie tak blisko, ale jak dotąd, jeśli chodzi o naszą zdolność do uczenia się o niej więcej. Dla nas tranzyty byłyby nie tylko wisienką na torcie, służąc jedynie jako sygnał potwierdzający - raczej otwierają drzwi do poznania intymnych tajemnic Proximy, zmieniając Proximę b z pojedynczego, anonimowego punktu danych w bogaty świat, w którym co miesiąc słyszeliśmy o nowych odkryciach jej natury i charakteru. ”
W nadchodzącym wrześniu Kipping dołączy do wydziału Columbia University, gdzie będzie kontynuował poszukiwania egzoplanet. Można mieć tylko nadzieję, że ci, których on i jego koledzy znajdują, również są w zasięgu ręki!
