العثور على الكواكب الخارجية هو عمل شاق. بالإضافة إلى طلب أدوات معقدة للغاية ، فإنه يأخذ أيضًا فرقًا من العلماء الملتزمين ؛ الأشخاص المستعدين لتدفق كميات كبيرة من البيانات للعثور على أدلة على عوالم بعيدة. البروفيسور كيبينغ ، عالم الفلك في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، هو أحد هؤلاء الأشخاص.
داخل المجتمع الفلكي ، اشتهر Kipping بعمله مع exomoons. لكن بحثه يمتد أيضًا إلى دراسة وتوصيف الكواكب الخارجية ، التي يتابعها مع زملائه في مختبر Cool Worlds في جامعة كولومبيا. وأكثر ما أثار اهتمامه في السنوات الأخيرة هو العثور على كواكب خارجية حول أقرب جيران صن - بروكسيما سنتوري.
يصف Kipping نفسه بأنه "مصمم نماذج" ، ويجمع بين النمذجة النظرية الجديدة وتقنيات تحليل البيانات الإحصائية الحديثة المطبقة على الملاحظات. وهو أيضا الباحث الرئيسي (PI) مطاردة Exomoons مع كبلر (HEK) وزميل في مرصد كلية هارفارد. في السنوات القليلة الماضية ، كان هو وفريقه يلاحقون الكواكب الخارجية إلى الحي النجمي المحلي.
يعود إلهام هذا البحث إلى عام 2012 ، عندما كان Kipping في مؤتمر واستمع إلى الأخبار حول سلسلة من الكواكب الخارجية التي يتم اكتشافها حول Kepler 42 (المعروف أيضًا باسم KOI-961). باستخدام بيانات من مهمة كيبلر ، اكتشف فريق من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ثلاثة كواكب خارجية تدور حول هذا النجم القزم الأحمر ، الذي يقع على بعد 126 سنة ضوئية من الأرض.
في ذلك الوقت ، تذكر Kipping كيف علّق مؤلف الدراسة - البروفيسور فيليب ستيفن مويرهيد ، الأستاذ المساعد في معهد أبحاث الفيزياء الفلكية بجامعة بوسطن - أن نظام النجوم هذا يشبه إلى حد كبير أقرب نجومنا القزم الأحمر - نجم بارنارد و بروكسيما سينتاوري.
بالإضافة إلى ذلك ، كان من السهل اكتشاف كواكب Kepler 42 ، نظرًا لأن قربها من النجم يعني أنها أكملت فترة مدارية في حوالي يوم واحد. نظرًا لأنها تمر بانتظام أمام نجمها ، كانت احتمالات ملاحظتها باستخدام طريقة العبور جيدة.
كما أخبر البروفيسور كيبينغ مجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني ، كانت هذه "لحظة هكتار" التي تلهمه للنظر في بروكسيما سنتوري لمعرفة ما إذا كان لديها أيضًا نظام من الكواكب:
“لقد ألهمنا اكتشاف الكواكب العابرة لـ KOI-961 بواسطة Phil Muirhead وفريقه باستخدام بيانات Kepler. يشبه النجم إلى حد كبير Proxima ، وهو قزم M متأخر يحوي ثلاث كواكب بحجم الأرض قريبة جدًا من النجم. لقد جعلني أدرك أنه إذا كان هذا النظام حول بروكسيما ، فإن احتمال العبور سيكون 10٪ وسيؤدي الحجم الصغير للنجم إلى إشارات يمكن اكتشافها تمامًا ".
في الجوهر ، أدرك Kipping أنه إذا كان مثل هذا النظام الكوكبي موجودًا أيضًا حول Proxima Centauri ، وهو نجم له خصائص متشابهة ، فسيكون من السهل جدًا اكتشافه. بعد ذلك ، بدأ هو وفريقه في محاولة حجز الوقت باستخدام تلسكوب فضائي. وبحلول الفترة 2014-2015 ، تم منحهم إذنًا باستخدام القمر الصناعي الصغير للتغير وتذبذب النجوم التابع لوكالة الفضاء الكندية (MOST).
يزن ساتل MOST تقريبًا نفس حجم الحقيبة ، ويزن 54 كجم فقط ومجهزًا بمقراب عالي الوضوح يبلغ قطره 15 سم فقط. إنه أول قمر صناعي كندي يتم وضعه في المدار منذ 33 عامًا ، وكان أول تلسكوب فضائي تم تصميمه وبناؤه بالكامل في كندا.
على الرغم من حجمه ، فإن MOST أكثر حساسية بعشر مرات من تلسكوب هابل الفضائي. بالإضافة إلى ذلك ، كان كيبينغ وفريقه على علم بأن مهمة البحث عن الكواكب الخارجية العابرة حول بروكسيما سنتوري ستكون شديدة الخطورة لشيء مثل هابل. في الواقع ، رفضت وكالة الفضاء الكندية في البداية طلباتهم لنفس السبب.
"أنكرنا معظمنا في البداية لأنهم أرادوا النظر إلى Alpha Centauri بعد إعلان Dumusque et al. قال كوكب هناك. "لذا من المفهوم أن بروكسيما ، التي لم تكن تعرف الكواكب في ذلك الوقت ، لم تكن ذات أولوية عالية مثل Alpha Cen. حتى أننا لم نحاول أبدًا لوقت هابل ، سيكون من الصعب جدًا التحديق في HST في نجمة واحدة لأشهر متتالية مع فرصة 10 ٪ فقط للنجاح ".
بحلول عام 2014 و 2015 ، حصلوا على إذن لاستخدام MOST ولاحظوا Proxima Centauri مرتين - في مايو من كلا العامين. من هذا ، اكتسبوا شهرًا ونصفًا من القياس الضوئي الفضائي ، الذي يعالجونه حاليًا للبحث عن الترانزيت. كما أوضح Kipping ، كان هذا تحديًا إلى حد ما ، حيث أن Proxima Centauri نجم نشط جدًا - خاضع لتوهج النجوم.
وقال "النجم يتوهج بشكل متكرر وبارز في بياناتنا". "كان تصحيح هذا التأثير أحد العوائق الرئيسية في تحليلنا. على الجانب الإيجابي ، النشاط الدوراني ضعيف إلى حد ما. المشكلة الأخرى التي لدينا هي أن معظمها يدور حول الأرض مرة كل 100 دقيقة ، لذلك نحصل على فجوات في البيانات في كل مرة يذهب معظمها خلف الأرض ".
جهودهم للعثور على الكواكب الخارجية حول بروكسيما سنتوري مهمة بشكل خاص في ضوء إعلان المرصد الجنوبي الأوروبي الأخير حول اكتشاف كوكب خارجي خارجي داخل منطقة بروكسيما سنتوري القابلة للسكن (بروكسيما ب). ولكن بالمقارنة مع ESO شاحب ريد دوت المشروع ، كان Kipping وفريقه يعتمدون على طرق مختلفة.
كما أوضح Kipping ، فإن هذا يرجع إلى الفرق بين طريقة العبور وطريقة السرعة الشعاعية:
"بشكل أساسي ، نسعى إلى الكواكب التي لديها محاذاة صحيحة للعبور (أو الكسوف) عبر وجه النجم ، في حين تبحث السرعات الشعاعية عن الحركة المتذبذبة للنجم استجابة لتأثير الجاذبية لكوكب مدار. دائمًا ما تكون احتمالات العبور ناجحة لنجم معين ، لأننا نطلب أن تكون المحاذاة صحيحة تمامًا. ومع ذلك ، فإن المردود هو أنه يمكننا معرفة المزيد عن الكوكب ، بما في ذلك أشياء مثل حجمه وكثافته وأجواءه ووجود أقمار وحلقات. "
في الأشهر والسنوات القادمة ، قد تتم دعوة كيبينغ وفريقه لمتابعة نجاح اكتشاف ESO. بعد اكتشاف Proxima b باستخدام طريقة Radial Velocity ، يقع الآن على الفلكيين تأكيد وجود هذا الكوكب باستخدام طريقة كشف أخرى.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تعلم الكثير عن كوكب من خلال طريقة العبور ، والتي ستكون مفيدة بالنظر إلى جميع الأشياء التي لا نزال لا نعرفها عن Proxima b. يتضمن هذا معلومات حول غلافها الجوي ، والتي غالبًا ما تكون طريقة العبور قادرة على كشفها من خلال القياسات الطيفية.
يكفي أن نقول ، إن كيبينج وزملائه متحمسون تمامًا لإعلان Proxima b. كما قال:
ربما يكون هذا هو أهم اكتشاف للكواكب الخارجية في العقد الماضي. سيكون الأمر مخيبا للآمال بشدة إذا لم يعبر Proxima b ، وهو كوكب قريب من المفارقة حتى الآن من حيث قدرتنا على معرفة المزيد عنه. بالنسبة لنا ، فإن الترانزيت لن تكون مجرد التثليج ، حيث تعمل فقط كإشارة تأكيد - بدلاً من ذلك ، تفتح الترانزيت الباب لتعلم الأسرار الحميمة لـ Proxima ، وتغيير Proxima b من نقطة بيانات واحدة مجهولة الهوية إلى عالم غني حيث كل شهر نسمع عن اكتشافات جديدة لطبيعتها وشخصيتها ".
في شهر سبتمبر القادم ، سينضم Kipping إلى أعضاء هيئة التدريس في جامعة كولومبيا ، حيث سيواصل بحثه عن الكواكب الخارجية. لا يسع المرء إلا أن يأمل أن يكون هو وزملاؤه في متناول اليد أيضًا!
