David Kipping caută lumi noi și neașteptate

David Kipping33
Astronom
Universitatea Columbia

SN 10 - lista completă a oamenilor de științăPână la începutul primăverii viitoare, astronomul David Kipping speră să știe dacă obiectul pe care și-a petrecut începutul carierei căutându-l este într-adevăr acolo.

Astronom la Universitatea Columbia, Kipping este probabil cel mai cunoscut pentru un proiect care analizează datele telescopului spațial Kepler pe mai mult de o mie de planete care orbitează în jurul stelelor îndepărtate. Dar el este mai interesat de lunile lor. O lună ar putea fi o casă pentru viața extraterestră chiar dacă planeta sa este inospitalieră (SN: 2/9/13, str. 5). O lună ar putea, de asemenea, să facă planeta gazdă mai probabil să adăpostească viață. Unele modele sugerează că prezența lunii noastre ar fi putut contribui la transformarea Pământului într-un loc plăcut de locuit. Același lucru ar putea fi valabil și pentru alte parteneriate Lună-planetă.

Așadar, căutarea lui Kipping, numită Vânătoarea de Exomoons cu Kepler, ajunge la natura fundamentală a locului nostru în univers: suntem singuri?

La sfârșitul lunii octombrie, Kipping și colegii săi vor folosi telescopul spațial Hubble pentru a afla dacă au prins prima lor carieră. Posibilul candidat este un obiect de dimensiunea lui Neptun care orbitează planeta Kepler 1625b (SN: 19.08.17, str. 15). Dacă candidatul se dovedește a fi un adevărat exomoon – Kipping se grăbește să sublinieze că indicii similare s-au eșuat înainte – el își va consolida, fără îndoială, reputația de „tipul lunii”.

Dar se distra în multe lucruri. „Scriu o mulțime de lucrări eșuate”, recunoaște el. A ajuns la exomoons urmând o filozofie simplă: Nicio idee nu este prea nebunească.

„Proiectele sale semnături sunt destul de riscante, dar cu o rambursare evidentă mare”, spune Dimitar Sasselov, directorul Harvard Origins of Life Initiative, care a lucrat cu Kipping în cercetarea sa postdoctorală la Universitatea Harvard.

Kipping, acum 33 de ani, a crescut într-un orășel din Anglia. El iubea Star Treka vrut să fie astronaut și a memorat numele și masele tuturor planetelor din sistemul solar – și lunile lor.

Ilustrație Exomoon
LUMI ÎN jurul LUMI Exomoons – sateliții planetelor care orbitează în jurul altor stele – ar putea fi unul dintre cele mai bune locuri pentru a căuta viață în afara sistemului solar. Dar mai întâi, astronomii trebuie să găsească lunile. JPL-Caltech/NASA

Profesorii care îl susțin l-au încurajat să urmeze o carieră în fizică într-un moment în care cercetarea exoplanetă tocmai începea să fie luată în serios. Până în 2003, când era licență la Universitatea din Cambridge, existau câteva zeci de exoplanete cunoscute. Dar există 100 de miliarde de stele în Calea Lactee. „S-a simțit ca și cum ar fi un val uriaș de descoperiri care așteaptă să aibă loc”, spune Kipping.

Șase ani mai târziu, NASA a lansat Kepler și, în cinci ani, numărul de exoplanete cunoscute a crescut la peste 1.000.

Toate planetele pe care le-a ridicat Kepler s-au făcut cunoscute prin blocarea luminii stelei lor în timp ce traversau sau treceau în fața stelei. Aceste tranzite produc o formă de U caracteristică în graficele luminii stelelor în timp. În calitate de student absolvent la University College London, Kipping s-a gândit la ceea ce ar putea dezvălui graficele în formă de U despre planete. Cercetătorii știau deja că U mai adânci înseamnă planete mai mari, de exemplu. U mai frecvente înseamnă perioade orbitale mai scurte.

În timp ce se uita la stele într-o excursie de drumeție în Himalaya, Kipping s-a gândit la altceva care ar putea schimba U. „Pentru mine era evident că o lună l-ar putea strica”, spune el. O lună suficient de mare ar crea ocazional o scufundare suplimentară în lumină.

În primele zile ale boom-ului exoplanetelor, căutarea unor astfel de scăderi în datele Kepler era o noțiune îndrăzneață. Dar Kipping a sărit oricum. „Am presupus că va fi un efect mic, dar s-a dovedit a fi detectabil”, spune Kipping. Lucrarea sa, publicată în Anunțuri lunare ale Royal Astronomical Societate în 2009, a subliniat că Kepler ar putea fi folosit și pentru a căuta exoluni.

Pentru a continua căutarea cu seriozitate, Kipping a învățat el însuși noi tehnici de procesare a datelor. Problema s-a dovedit atât de intensă din punct de vedere al calculului încât a apelat la crowdfunding pentru a cumpăra un supercomputer în timp ce era postdoctorat la Harvard. Vânătoarea lui a prins în presa populară, cu scrieri Timp revista si Cablat. Și alți oameni de știință s-au alăturat urmăririi, mai multe grupuri care au anunțat căutări concurente în ultimii câțiva ani.

Există un motiv pentru care echipa lui Kipping a găsit până acum un singur candidat pentru exolună: nu sunt multe acolo suficient de mari pentru a fi văzute de Kepler, conform lucrărilor sale statistice. „Pentru că face o treabă atât de atentă, probabil înseamnă ceva”, adaugă Sasselov. Sistemele pe care echipa le-a verificat și care arată că nu există luni, cel mai probabil, nu ascund niciuna.

În calitate de nou membru al facultății la Columbia, Kipping și-a îndreptat în ultimul timp atenția către predare, mentorat și sensibilizare. Mulți dintre studenții săi spun că el sprijină activitățile lor cele mai sălbatice – chiar și pe cele din afara astronomiei, cum ar fi învățarea automată sau lingvistica.

„Este cunoscut pentru ideile exterioare”, spune actualul student Moiya McTier, care a lucrat pentru prima dată cu Kipping ca student la Institutul Banneker de la Harvard, un program de pregătire a studenților de culoare pentru cariere în astronomie. „Ceea ce este grozav, pentru că nu îmi este frică să merg la el cu propriile mele idei nebunești.”

Cel mai recent experiment al lui Kipping este un canal YouTube destinat celor care nu sunt oameni de știință. „Avansarea nu este cu adevărat recompensată în lumea academică”, spune el. „Este un lucru pe care nu l-aș fi făcut ca post-doctorat, dar am simțit că era un risc pe care eram dispus să-l asum ca membru al facultății.”

A plătit deja dividende științifice neașteptate. În timp ce pregătesc un videoclip despre inițiativa Breakthrough Starshot, care își propune să trimită nave spațiale mici cu 20% viteza luminii pentru a vizita cea mai apropiată stea de Soare (SN: 9/2/17, str. 4), Kipping și-a dat seama că a existat o eroare în calculele echipei Breakthrough privind presiunea fotonului necesară pentru a propulsa ambarcațiunea. Eroarea se referă la lucrarea lui Albert Einstein din 1905 despre relativitatea specială și provine din unele presupuneri făcute pentru simplitate, care nu ar fi valabile în viața reală.

Lucrarea lui Kipping care discuta despre eroare a fost publicată în iunie în Jurnalul Astronomic.

„Nu aș fi scris niciodată o lucrare despre relativitatea specială dacă nu aș fi făcut informație despre Starshot”, spune el. Filosofia lui are mai mult sens în fiecare an: lăsați toți nebunii să intre. Nu știți niciodată unde va duce.