Burgerwetenschapper Thomas Jacobs was de eerste die veelbetekenende tekenen zag dat een komeet in een baan om een ​​verre ster cirkelde die werd bewaakt door het Kepler Space Observatory. Professor Saul Rappaport (Massachusetts Institute of Technology; MIT) en zijn team werkten vervolgens samen met Jacobs om de ontdekking te rapporteren in nieuw onderzoek gepubliceerd in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

De ontdekking markeert de eerste keer dat de aanwezigheid van een object zo klein als een komeet is afgeleid door het waarnemen van dips in de intensiteit van het licht van een ster. Dergelijke dalingen signaleren meestal kruisingen van planeten of andere objecten voor de ster, die tijdelijk een klein deel van zijn licht blokkeren. In dit geval was het anders, de onderzoekers konden de staart van de komeet ontdekken, een spoor van gas en stof, die ongeveer een tiende van 1 procent van het licht van de ster blokkeerde toen de komeet voorbij schoot.

"Het is verbazingwekkend dat iets van enkele ordes van grootte kleiner dan de aarde kan worden gedetecteerd, alleen al door het feit dat het veel puin uitstraalt, " zegt Saul Rappaport, emeritus hoogleraar natuurkunde aan het Kavli Institute for Astrophysics and Space Research van het MIT. "Het is best indrukwekkend om zoiets kleins te kunnen zien, zo ver weg."

De gegevens kwamen van NASA's Kepler Space Telescope, een sterrenobservatorium dat in 2009 de ruimte in werd gelanceerd. Gedurende vier jaar het ruimtevaartuig bewaakte ongeveer 200, 000 sterren voor dips in sterlicht veroorzaakt door transiterende exoplaneten. Daten, de missie heeft meer dan 2 geïdentificeerd en bevestigd, 400 exoplaneten, meestal draaiende sterren in het sterrenbeeld Cygnus, met behulp van geautomatiseerde algoritmen die de gegevens van Kepler snel doorzoeken, op zoek naar de karakteristieke dips. De kleinste exoplaneten die tot nu toe zijn gedetecteerd, zijn ongeveer een derde van de grootte van de aarde. kometen, in vergelijking, overspannen slechts enkele voetbalvelden, of een kleine stad op zijn grootst, waardoor ze ongelooflijk moeilijk te herkennen zijn.

Dit alles veranderde op 18 maart van dit jaar, toen Thomas Jacobs, een amateur-astronoom die er zijn hobby van maakte om Kepler's gegevens door te spitten, was in staat om te midden van het lawaai verschillende merkwaardige lichtpatronen te onderscheiden. Jacobs maakt deel uit van het burgerwetenschappersproject 'Planet Hunters' dat is opgezet door Yale University, die amateurastronomen inschakelt bij het zoeken naar exoplaneten.

Het idee was dat het menselijk oog dingen zou kunnen zien die een computer zou missen, Professor Rappaport legt uit:"Ik zou 10 soorten dingen kunnen noemen die deze mensen hebben gevonden in de Kepler-gegevens die algoritmen niet konden vinden, vanwege het patroonherkenningsvermogen in het menselijk oog".

In Jacobs' zoektocht, hij zag drie ongewone dips in het licht afkomstig van KIC 3542116, een zwakke ster op 800 lichtjaar van de aarde - hij markeerde de gebeurtenissen en waarschuwde professor Rappaport, met wie hij in het verleden had samengewerkt om zijn bevindingen te interpreteren. Vervolgens werden nog drie transits gevonden door Rappaport en het team.

"We hebben hier een maand op gezeten, omdat we niet wisten wat het was", herinnert Rappaport zich, "- planeetovergangen zien er niet zo uit! 'Hallo, deze zien eruit als iets dat we eerder hebben gezien...'". In een typische planetaire transit, de resulterende lichtcurve lijkt op een 'U', met een scherpe duik, dan een even sterke stijging, als gevolg van een planeet die eerst een beetje blokkeert, dan veel, dan een beetje van het licht terwijl het over de ster beweegt. Echter, de lichtkrommen die Jacobs identificeerde leken asymmetrisch, met een scherpe duik, gevolgd door een meer geleidelijke stijging.

Rappaport realiseerde zich dat de asymmetrie in de lichtkrommen leek op uiteenvallende planeten, met lange sporen van puin die een beetje licht zouden blijven blokkeren als de planeet zich van de ster verwijdert. Echter, zulke uiteenvallende planeten draaien om hun ster, herhaaldelijk overstappen. In tegenstelling tot, Jacobs had een dergelijk periodiek patroon niet waargenomen in de door hem geïdentificeerde transits. "Wij dachten, het enige soort lichaam dat hetzelfde kan doen en niet kan herhalen, is er een dat waarschijnlijk uiteindelijk wordt vernietigd, " zegt Rappaport. Met andere woorden, in plaats van herhaaldelijk om de ster te draaien, de objecten moeten zijn gepasseerd, dan uiteindelijk te dicht bij de ster gevlogen, en verdampt. "Het enige dat past, en heeft een voldoende kleine massa om te worden vernietigd, is een komeet."

Rappaport vroeg de hoofdgegevensanalist van Kepler, Jon Jenkins (NASA Ames Research Center), om te wegen. Jenkins wierp een kritische blik op de gegevens en sloot de mogelijkheid van instrumentele artefacten of besmetting door andere sterren uit. "Dit is een fascinerend object, en we moesten er absoluut zeker van zijn dat we het signaal begrepen voordat we verder gingen met de wetenschappelijke interpretatie, " zei Jenkins. In dit geval, het is duidelijk dat het signaal dat doet, inderdaad, afkomstig zijn van het KIC 3542116-systeem. "Ik ben onder de indruk van de enorme diversiteit en reikwijdte van de ontdekkingen die zijn gedaan met Kepler Mission-gegevens."

Co-auteur Andrew Vanderburg van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, is van mening dat het feit dat deze zes 'exokometen' in de afgelopen vier jaar heel dicht bij hun ster lijken te zijn gereisd, enkele intrigerende vragen oproept - de antwoorden waarop enkele waarheden over ons eigen zonnestelsel zouden kunnen onthullen:"Waarom zijn er zoveel kometen in de binnenste delen van deze zonnestelsels?" Vanderburg zegt, "Is dit een extreem bombardementstijdperk in deze systemen? Het 'Late Heavy Bombardment' was een belangrijke fase in de vorming van ons eigen zonnestelsel toen wetenschappers geloven dat een groot aantal asteroïden de rotsachtige planeten 'bombardeerden', en kan in feite verantwoordelijk zijn geweest voor het voor het eerst brengen van water naar de aarde. De onderzoekers zeggen dat in de toekomst, de door MIT geleide missie TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) zal het soort onderzoek van Kepler voortzetten. die zouden kunnen leiden tot onthullingen over het begin van het leven op aarde.