過去30年間で、太陽系外に数千の太陽系外惑星が発見されました。ほとんどの場合、それらは ケプラー 宇宙望遠鏡 トランジット測光と呼ばれる技術を使用します。この方法では、天文学者は恒星の明るさの周期的な落ち込みを観測します。これは、惑星が観測者に対して彼らの前を通過した結果であり、惑星の存在を確認します。
プロとアマチュアの天文学者のチームによって行われた新しい研究のおかげで、惑星よりもはるかに小さい何かが最近遠くの星を周回して検出されました。研究チームが発表した新しい研究によると、地球から800光年離れた位置にあるスペクトル型のF2V星であるKIC 3542116の周りを周回する6つのエキソコメットが観測されました。これらの彗星は、通過測光法を検出するこれまでの最小のオブジェクトです。
「ケプラーによって検出された可能性の高い通過エクソコメット」と題された、彼らの発見を詳述した研究は、最近、 王立天文月報 社会。チームは、MITの天体物理学宇宙研究所カウル研究所のサウルラパポート率いるチームで、アマチュア天文学者、ハーバードスミソニアン天体物理学センター（CfA）のメンバー、テキサス大学ノースイースタン大学、NASAのエイムズ研究センターで構成されていました。
トランジット測光が彗星のような小さな物体を検出するために使用されたのはこれが初めてです。これらの彗星は氷と塵の球でした。サイズはハレーの彗星と同等で、気化する前に約160,934 km / h（100,000 mph）の速度で移動していることがわかりました。研究者たちは、彗星が星に近づいて昇華し始めるときに形成される尾、塵やガスの雲を見つけることによってそれらを検出することができました。
尾が星の光の1％の約10分の1だけを覆い隠したので、これは簡単な作業ではありませんでした。 Kavli Institute of Astrophysics and Space Researchの物理学の名誉教授でもあるSaul Rappaportは、MITのプレスリリースで次のように説明しています。
「大量の残骸を放出しているという事実だけで、地球よりも数桁小さいものを検出できるのは驚くべきことです。とても小さいものを遠くまで見ることができるのは非常に印象的です。」
最初の発見の功績は、ワシントン州ベルビューに住むアマチュア天文学者であり、プラネットハンターズのメンバーであるトーマスジェイコブスの功績によるものです。この市民科学者プロジェクトはイェール大学によって最初に設立され、太陽系外惑星の探索に時間を費やしたアマチュア天文学者で構成されています。メンバーには、 ケプラー宇宙望遠鏡 コンピュータアルゴリズムが見落としている可能性があることに気づくことを期待しています。
1月に戻って、ジェイコブスは、 ケプラーの主な使命。 2009年から2013年まで続いたこのフェーズでは、 ケプラー 200,000を超える星をスキャンし、それらの光度曲線の測定を実施しました。 5か月間データを調べた後（3月18日）、KIC 3542116からのバックグラウンドノイズの中にいくつかの奇妙な光のパターンが見られました。
「Keplerデータで関心のあるオブジェクトを探すには、忍耐力、持続性、忍耐力が必要です。私にとってそれは宝探しの一種であり、発見されるのを待っている興味深いイベントがあることを知っています。それはすべて、探索と狩りをすることです。
具体的には、ジェイコブスは単一の通過の兆候を探していました。これは、星を周回する惑星によって引き起こされるものとは異なります（つまり、周期的）。 KIC 3542116を調べているとき、彼は3つのトランジットに気づき、テキサス大学の天体物理学者でCfAのメンバーであるラッパポートとアンドリューヴァンダーバーグに警告しました。ジェイコブスは過去に両方の男性と働いたことがあり、これらの調査結果について彼らの意見を望んでいました。
Rapportが思い出したように、データを解釈するプロセスは困難でしたがやりがいがありました。最初に、彼らは光度曲線が惑星の通過によって引き起こされたものに似ていないことに気づきました。それは光の突然の急激な低下とそれに続く急激な上昇を特徴としています。やがて、Rapportは、3つの光度曲線の非対称性が、以前に観測した崩壊した惑星の非対称性に似ていることに気付きました。
「それが何であるかわからなかったので、私たちはこれに1か月座っていました。惑星の通過がこのように見えない」 「それで、私は「ねえ、これらは以前に見たもののように見える」と思いました…同じことをすることができ、繰り返すことができない唯一の種類の体はおそらく最後に破壊されるものだと思いました。法案に適合し、破壊されるのに十分な質量があるのは彗星だけです。」
各彗星が星の光の1％の約10分の1を遮ったことを示す彼らの計算に基づいて、研究チームは、彗星が完全に崩壊し、数ヶ月前に光を遮るのに十分なダストトレイルを作成したと結論付けました消えた。追加の観察を行った後、彼らはまた、ジェイコブスが気づいたものと同様の、同じ期間にさらに3つのトランジットを記録しました。
これらの6つのエキソコメットが過去4年間に星に非常に接近して通過したように見えるという事実は、いくつかの興味深い問題を提起し、それらに答えることは、太陽系外研究に大きな影響を与える可能性があります。また、私たち自身の太陽系についての理解を深めることもできます。ヴァンダーバーグが説明したように：
「なぜこれらの太陽系の内部にそれほど多くの彗星があるのですか？これは、これらのシステムの極端な砲撃時代ですか？それは私たち自身の太陽系形成の本当に重要な部分であり、水を地球にもたらしたかもしれません。おそらく、エキソコメットを研究し、なぜこのタイプの星の周りに見られるのかを理解することで、他の太陽系でどのように爆撃が起こっているのかについて、いくらかの洞察を得ることができます。」
41億から38億年前の間に、太陽系は後期重爆撃として知られている激しい彗星活動の期間も経験しました。この間、小惑星と彗星は定期的に内部の太陽系の体に影響を与えたと考えられています。興味深いことに、この激しい砲撃の期間は、地球や他の地球の惑星への水の分配の原因となったと考えられています。
前述のように、KIC 3542116はスペクトルタイプF2Vに属します。これは、黄白色のクラスの星であり、通常、太陽の1〜1.4倍の質量で、非常に明るいです。それは私たちの太陽に匹敵するサイズと質量であるため、それが経験している爆撃期間は、太陽系が経験したものと類似している可能性があります。したがって、それが展開するのを見ると、同様の活動が数十億年前の太陽系の進化にどのように影響を与えたかについて多くを知ることができます。
天体物理学と天文学の研究に対するこの研究の重要性に加えて、市民科学者が今日果たしている重要な役割も示しています。毎日の仕事と週末の仕事の間でケプラーのデータをふるいにかけるJacobsによって実行された疲れのない仕事がなければ、この発見は不可能だったでしょう。
「人間の目のパターン認識機能のために、これらの人々がケプラーのデータでアルゴリズムが見つけられなかったものの10種類を挙げることができます」とRappaportは言いました。 「このような彗星の形状を見つけるためのコンピューターアルゴリズムを作成することができます。しかし、以前の検索では見落とされていました。それらは十分に深かったが、アルゴリズムにプログラムされた正しい形状を持っていなかった。これはどのアルゴリズムでも発見されなかったと言っても過言ではないでしょう。」
今後、研究チームは、MITが主導するTransiting Exoplanet Survey Satellite（TESS）の配備が、Keplerが実施するタイプの研究を引き続き実施することを期待しています。
