Намирането на екзопланети е трудна работа. Освен че изискват сериозно сложни инструменти, той отнема и екипи от всеотдайни учени; хора, склонни да изсипват обеми от данни, за да намерят доказателства за далечни светове. Професор Кипинг, астроном със седалище в Харвард-Смитсонов център за астрофизика, е един такъв човек.
В рамките на астрономическата общност Кипинг е най-известен с работата си с екзомони. Но неговото изследване се разпростира и върху изучаването и характеризирането на екзопланети, които той преследва заедно с колегите си в лабораторията Cool Worlds в Колумбийския университет. И това, което го интересува най-много през последните години, е да открие екзопланети около най-близката ни съседка на Слънцето - Проксима Кентавър.
Кипинг описва себе си като „моделиер“, съчетавайки ново теоретично моделиране със съвременни техники за анализ на статистически данни, приложени към наблюденията. Той е и главният следовател (PI) на Ловът за екзомони с Кеплер (HEK) и сътрудник от Обсерваторията на колежа в Харвард. През последните няколко години той и неговият екип водят лов на екзопланети до местния звезден квартал.
Вдъхновението за това търсене се отнася към 2012 г., когато Кипинг беше на конференция и чу новината за серия от екзопланети, които са открити около Kepler 42 (известен още като KOI-961). Използвайки данни от мисията Кеплер, екип от Калифорнийския технологичен институт откри три екзопланети на орбита около тази червена джудже звезда, която се намира на около 126 светлинни години от Земята.
По това време Кипинг припомни как авторът на изследването - професор Филип Стивън Мърихед, сега доцент в Института за астрофизични изследвания на Бостънския университет - коментира, че тази звездна система прилича много на най-близките ни звезди на червено джудже - звездата на Барнард и Проксима Кентавър.
Освен това планетите на Kepler 42 бяха лесно забележими, като се има предвид, че близостта им до звездата означава, че те са завършили орбитален период за около ден. Тъй като минават редовно пред звездата си, шансовете да ги видят по метода на транзита бяха добри.
Както проф. Кипинг каза пред Space Magazine по електронната поща, това беше „ах-ха моментът“, който ще го вдъхнови да погледне към Проксима Центавър, за да види дали и той има система от планети:
„Вдъхновихме се от откриването на планети, преминаващи през KOI-961 от Фил Мърихед и неговия екип, използвайки данните на Кеплер. Звездата е много подобна на Проксима, късно М-джудже, което носи три планети с размер на подземен свят, много близо до звездата. Това ме накара да разбера, че ако тази система беше около Proxima, вероятността за транзит е 10%, а малкият размер на звездата ще доведе до доста засичащи се сигнали. "
По същество Кипинг осъзна, че ако подобна планетарна система съществува и около Проксима Кентавър, звезда със сходни характеристики, тогава те ще бъдат много лесни за откриване. След това той и екипът му започват опити да резервират време с космически телескоп. И до 2014-15 г. те получиха разрешение да използват спътника на Микроизменчивостта и трептенията на звездите на Канадската космическа агенция (MOST).
Приблизително същия размер като куфар, сателитът MOST тежи само 54 кг и е оборудван с телескоп с висока резолюция, който е с диаметър само 15 см. Това е първият канадски научен спътник, пуснат в орбита след 33 години и е първият космически телескоп, изцяло проектиран и изграден в Канада.
Въпреки размерите си, MOST е десет пъти по-чувствителен от космическия телескоп Хъбъл. Освен това Кипинг и неговият екип знаеха, че мисията за търсене на транзитни екзопланети около Проксима Кентавър ще бъде твърде рискова за нещо като Хъбъл. Всъщност CSA първоначално отхвърли молбите им по същата причина.
„Най-първоначално ни отказаха, защото искаха да разгледат Алфа Кентавър, следвайки съобщението на Dumusque et al. на планета там - каза Кипинг. „Толкова разбираемо Проксима, за която по онова време не бяха известни планети, не беше толкова висок приоритет, колкото Алфа Цен. Никога дори не сме опитвали за Хъбъл, би било огромен молба да гледаме HST в една звезда месеци наред с само 10% шанс за успех. "
До 2014 и 2015 г. те си осигуриха разрешение за използване на MOST и наблюдаваха Proxima Centauri два пъти - през май и на двете години. От това те придобиха месечна фотометрична фотометрия, която в момента обработват, за да търсят транзити. Както обясни Кипинг, това беше доста предизвикателно, тъй като Проксима Центавър е много активна звезда - обект на звездни изблици.
„Звездата пламва много често и ясно в нашите данни“, каза той. „Коригирането на този ефект беше една от основните пречки в нашия анализ. От плюс, въртящата се активност е доста приглушена. Другият проблем, който имаме е, че MOST обикаля около Земята веднъж на всеки 100 минути, така че получаваме пропуски в данните всеки път, когато MOST отиде зад Земята. "
Усилията им за намиране на екзопланети около Проксима Кентавър са особено значими в светлината на неотдавнашното съобщение на Европейската южна обсерватория за откриването на земна екзопланета в обитаемата зона на Проксима Кентавър (Проксима b). Но в сравнение с ЕСО Бледо червена точка проект, Кипинг и неговият екип разчитаха на различни методи.
Както обясни Кипинг, това се свежда до разликата между метода на транзит и метода на радиалната скорост:
„По същество търсим планети, които имат правилното подравняване за преминаване (или затъмнение) през лицето на звездата, докато радиалните скорости търсят колебателното движение на звездата в отговор на гравитационното влияние на орбиталната планета. Транзитите винаги са по-малко вероятни да успеят за дадена звезда, защото изискваме подравняването да е точно. Изплащането обаче е, че можем да научим повече за планетата, включително неща като размера, плътността, атмосферата и присъствието на луни и пръстени. "
В следващите месеци и години Кипинг и неговият екип могат да бъдат призовани да проследят успеха на откриването на ЕСО. След като откриха Proxima b по метода на радиалната скорост, сега астрономите лежат да потвърдят съществуването на тази планета, използвайки друг метод за откриване.
Освен това може да се научи много за една планета чрез Метода на транзит, което би било полезно, като се имат предвид всички неща, които все още не знаем за Proxima b. Това включва информация за неговата атмосфера, която методът на транзит често е в състояние да разкрие чрез спектроскопски измервания.
Достатъчно е да се каже, Кипинг и неговите колеги са доста развълнувани от обявяването на Proxima b. Както той каза:
„Това е може би най-важното откритие на екзопланетите през последното десетилетие. Би било много разочароващо, ако Proxima b не преминава транзит, планета, която е парадоксално толкова близка, но засега по отношение на способността ни да научим повече за нея. За нас транзитите не биха били само черешката на тортата, а служат само като сигнал за потвърждение - по-скоро, транзитите отварят вратата за научаване на интимните тайни на Proxima, промяна на Proxima b от единна, анонимна точка на данни към богат свят, където всеки месец ще чуваме за нови открития за нейната природа и характер. "
Този идващ септември Кипинг ще се присъедини към факултета в Колумбийския университет, където ще продължи в своя лов за екзопланети. Човек може само да се надява, че онези, които той и неговите колеги намират, също са на място!
