Najít exoplanety je těžká práce. Kromě toho, že vyžaduje vážně sofistikované nástroje, přijímá také týmy odhodlaných vědců; lidé ochotní přelít množství dat, aby našli důkaz vzdálených světů. Profesor Kipping, astronom se sídlem v Harvard-Smithsonianově centru pro astrofyziku, je jednou takovou osobou.
V astronomické komunitě je Kipping nejlépe známý pro svou práci s exomoony. Jeho výzkum se však vztahuje i na studium a charakterizaci exoplanet, které sleduje se svými kolegy v laboratoři Cool Worlds na Columbia University. A co ho v posledních letech nejvíce zaujalo, je nalezení exoplanet kolem nejbližšího souseda našeho Slunce - Proxima Centauri.
Kipping se popisuje jako „modelář“, kombinující nové teoretické modelování s moderními technikami statistické analýzy dat aplikovanými na pozorování. Je také hlavním vyšetřovatelem (PI) Hon na exomoony s Keplerem (HEK) a člen na Harvard College Observatory. V posledních několika letech se on a jeho tým honili exoplanetami do místního hvězdného sousedství.
Inspirace pro toto hledání sahá až do roku 2012, kdy byl Kipping na konferenci a slyšel zprávy o sérii exoplanet, které se objevují kolem Kepler 42 (aka. KOI-961). Na základě údajů z mise Kepler objevil tým z kalifornského technologického institutu tři exoplanety obíhající kolem této červené trpasličí hvězdy, která se nachází asi 126 světelných let od Země.
V té době si Kipping připomněl, jak autor studie - profesor Philip Steven Muirhead, nyní docent na Institutu pro astrofyziku na Bostonské univerzitě - poznamenal, že tento hvězdný systém vypadá podobně jako naše nejbližší červené trpasličí hvězdy - Barnardova hvězda a Proxima Centauri.
Kromě toho byly planety Kepler 42 snadno rozeznatelné, protože jejich blízkost ke hvězdě znamenala, že dokončili orbitální období asi za den. Vzhledem k tomu, že pravidelně míjí před svou hvězdou, byla šance, že je uvidí pomocí Tranzitní metody, dobrá.
Jak řekl Prof. Kipping prostřednictvím časopisu Space Magazine e-mailem, byl to „ah-ha moment“, který ho inspiroval k pohledu na Proxima Centauri, aby zjistil, zda má také systém planet:
"Inspirovali jsme se objevem planet transitujících KOI-961 Philem Muirheadem a jeho týmem pomocí Keplerových dat." Hvězda je velmi podobná Proximě, pozdějšímu trpaslíkovi M, který má tři planety pod zemí velmi blízko hvězdy. Uvědomil jsem si, že kdyby se tento systém pohyboval kolem Proximy, pravděpodobnost přenosu by byla 10% a malá velikost hvězdy by vedla k docela detekovatelným signálům. “
V podstatě si Kipping uvědomil, že pokud by takový planetární systém existoval také kolem hvězdy Proxima Centauri, hvězdy s podobnými charakteristikami, bylo by velmi snadné je odhalit. Poté se on a jeho tým pokusili rezervovat čas pomocí kosmického dalekohledu. A v letech 2014–2015 dostali povolení k použití satelitu Kanadské kosmické agentury pro mikrovariabilitu a oscilaci hvězd (MOST).
Satelit MOST, přibližně stejně velký jako kufr, váží pouhých 54 kg a je vybaven dalekohledem s ultra vysokým rozlišením, které měří průměr pouhých 15 cm. Je to první kanadský vědecký satelit, který byl umístěn na oběžné dráze za 33 let, a byl prvním vesmírným dalekohledem, který byl zcela navržen a postaven v Kanadě.
Navzdory své velikosti je MOST desetkrát citlivější než Hubbleův vesmírný dalekohled. Kromě toho Kipping a jeho tým věděli, že mise, která má hledat tranzitní exoplanety v okolí Proxima Centauri, by byla příliš riskantní pro něco jako Hubble. Ve skutečnosti CSA původně zamítla jejich žádosti ze stejného důvodu.
"Nejvíce nás zpočátku popřelo, protože se chtěli podívat na Alpha Centauri po oznámení Dumusque et al." planety tam, “řekl Kipping. "Proxima, pro kterou nebyly tehdy známy žádné planety, tak pochopitelně nebyla tak vysoká priorita jako Alpha Cen." Nikdy jsme se ani nesnažili o Hubbleův čas, bylo by obrovské požádat, aby se HST díval na jednu hvězdu měsíce a nakonec s 10% šancí na úspěch. “
V letech 2014 a 2015 si zajistili povolení k použití VÍCE a pozorovali Proxima Centauri dvakrát - v květnu obou let. Z toho získali měsíční a poloviční hodnotu kosmické fotometrie, kterou v současné době zpracovávají, aby hledali tranzity. Jak vysvětlil Kipping, bylo to docela náročné, protože Proxima Centauri je velmi aktivní hvězdou - podléhá hvězdným světlům.
"Hvězda v našich datech velmi často a výrazně vzplanula," řekl. „Oprava tohoto účinku byla jednou z hlavních překážek v naší analýze. Na druhé straně je rotační aktivita poměrně utlumená. Dalším problémem, který máme, je to, že VÍCE obíhá ZEMĚ jednou za 100 minut, takže získáváme datové mezery pokaždé, když NESMÍR zachází za Zem.
Jejich úsilí najít exoplanety v okolí Proxima Centauri je obzvláště významné ve světle nedávného oznámení Evropské jižní observatoře o objevu pozemského exoplanetu v obytné zóně Proxima Centauri (Proxima b). Ale ve srovnání s ESO Bledě červená tečka Kipping a jeho tým spoléhali na různé metody.
Jak vysvětlil Kipping, došlo k rozdílu mezi tranzitní metodou a metodou radiální rychlosti:
"V zásadě hledáme planety, které mají správné zarovnání k průchodu (nebo zatmění) přes tvář hvězdy, zatímco radiální rychlosti hledají kývavý pohyb hvězdy v reakci na gravitační vliv obíhající planety." Transity jsou pro danou hvězdu vždy méně úspěšné, protože vyžadujeme správné zarovnání. Přínosem však je, že se můžeme dozvědět mnohem více o planetě, včetně věcí, jako je její velikost, hustota, atmosféra a přítomnost měsíců a prstenů. “
V následujících měsících a letech může být Kipping a jeho tým vyzváni, aby sledovali úspěch objevu ESO. Poté, co detekoval Proxima b pomocí metody radiální rychlosti, nyní leží na astronomech, aby potvrdili existenci této planety pomocí jiné metody detekce.
Kromě toho lze mnoho poznatků o planetě pomocí Tranzitní metody, což by bylo užitečné při zvažování všech věcí, které o Proximě b stále neznáme. To zahrnuje informace o jeho atmosféře, kterou Transitova metoda často dokáže odhalit pomocí spektroskopických měření.
Stačí říct, že Kipping a jeho kolegové jsou velmi nadšeni oznámením Proximy b. Jak to řekl:
"Toto je možná nejdůležitější objev exoplanet za poslední desetiletí." Bylo by hořce zklamáním, kdyby však Proxima b nepronikl, planeta, která je paradoxně tak blízká, pokud jde o naši schopnost dozvědět se o ní více. Pro nás by transity nebyly jen polevou na dortu, sloužily by pouze jako potvrzovací signál - spíše by transity otevíraly dveře k učení intimních tajemství Proximy, mění Proxima b z jediného anonymního datového bodu do bohatého světa, kde každý měsíc jsme slyšeli o nových objevech její povahy a charakteru. “
Letos v září se Kipping připojí k fakultě na Columbia University, kde bude pokračovat v lovu exoplanet. Dá se jen doufat, že ti, které on a jeho kolegové najdou, jsou také na dosah!
