看到過去克卜勒星的過去的外來人。如果你認為探測到幾十光年遠的軌道上的小行星是令人印象深刻的,想像一下試圖「看到」個別彗星在它們的恆星周圍變焦。嗯,天文學家在開發了Kepler數據集中的201,250個目標之後就做到了這一點。
自2009年以來,美國宇航局的克卜勒任務一直在採集觀測數據,在天鵝座的方向上在天空的一小塊區域內肆無忌憚地直到它在2013年轉變為K2任務。總共,太空望遠鏡發現了超過2,500個確認的系外行星(和超過5000個候選系外行星),改變了我們對銀河系中外星世界令人難以置信的動物園的理解。在包括其他天文臺的發現之後,我們知道有超過3,500個外行星在那裡。
克卜勒通過觀察其視野中恆星亮度的周期性下降來探測系外行星。如果檢測到亮度略有下降,則可能意味著有一顆系外行星在其主星前方軌道運行 - 這一事件被稱為「過境」。雖然這些過境可以幫助天文學家了解系外行星的物理尺寸和周期例如,它們的軌道在運輸數據中的信息比最初遇到的情況要多得多。
在2月21日發表在「 皇家天文學會月刊」雜誌上的一項新研究中,一組研究人員報告說,他們已經找到了證明個別彗星在兩顆星前過境的證據。他們在距離地球大約800光年的恆星KIC 3542116處發現了六次單獨的過境,並且在KIC 11084727處發現了一次過境。這兩種恆星都是相似類型的(F2V)並且非常明亮。
雖然其他觀測結果顯示其他恆星系統中有彗星活動的塵土飛揚的證據,但這是第一次發現個別彗星在克卜勒數據中留下自己的過境信號。事實證明,他們的過境指紋有點特別:
天文學家在他們的論文(arXiv預印本)中寫道:「這些過境點具有明顯的不對稱形狀,具有更陡峭的入口和更慢的出口,可以歸結為具有尾隨塵埃尾的物體通過恆星盤。」 「有三個較深的過境點,深度為0.1%,持續時間約為一天,三個過深幾倍,持續時間較短。」
換句話說,與系外行星的過境相比,彗星過境看起來很不穩定(或不對稱)。這是因為彗星的尾部有氣體和塵埃,可以追蹤原子核; 當彗星在它的恆星前面經過時,星光迅速被阻擋,但當它在軌道上漂移時,塵土飛揚的尾巴將起到星光調光的作用,逐漸讓克卜勒看到更多的星光。系外行星 - 或實際上任何沒有塵埃尾的球形物體 - 將在運輸信號中產生對稱傾角。系統地排除了這種獨特的傳輸信號的其他可能原因(例如星點和儀器誤差)。(有趣的是,1999年的天文學和天體物理學論文,這種不對稱的彗星運輸信號是由另一組研究人員預測的,這給當前的工作帶來了一些額外的確定性。)
但僅僅因為KIC 3542116有六顆彗星過境的證據,並不意味著有六顆彗星。其中一些過境可能是由同一顆彗星造成的,所以研究人員已經對衝了他們的賭注,寫道:「我們暫時假定這些是由於系統中有2到6個不同的彗星狀體。」
利用這些運輸數據,該研究還對這些彗星的大小進行了研究,甚至估計了它們的軌道速度。研究人員計算出這些彗星具有與哈雷彗星相當的質量,哈雷彗星是著名的短周期彗星,每隔74-79年繞太陽運行一次,最後於1986年從地球上可見。對於更深的過境(對於KIC 3542116和單一在KIC 11084727過境時,他們估計造成這些過境的彗星以每秒35至50公裡(每秒22至31英裡)的速度行進。對於KIC 3542116的淺而窄的過境,推斷的速度在每秒75至90公裡(每秒47至56英裡)之間。
他們寫道:「從這些速度來看,我們可以推測,對於更深的過境,相應的軌道周期是90天(很可能是更長的時間),而對於較短的事件,則為50天。」
但彗星在兩顆相似的F2V型恆星上被發現的事實讓研究人員停下來。這些恆星有什麼特別的東西意味著擁有彗星的可能性更大嗎?還是機會?此外,通過直觀地分析克卜勒數據集來識別這些彗星過境的事實表明,在存檔的克卜勒觀測中可能存在更多的過境。
有一件事是肯定的:這是一個令人興奮的發現,強調了外行星探索任務對探測其他恆星周圍環境的重要性,而不僅僅是為了發現奇怪的新世界。我很高興其他發現在克卜勒的過境數據和未來的系外行星搜尋任務,如美國宇航局的過境系外行星測量衛星(TESS),計劃於今年發射。