Bara ungefär ett år efter lanseringen av NASA-uppdraget TESS, de första tre kometerna som kretsar kring den närliggande stjärnan Beta Pictoris utanför vårt solsystem upptäcktes med data från rymdteleskopet. Huvudmålet med TESS är att söka efter exoplaneter – planeter som kretsar kring andra stjärnor. Identifieringen av signaler från mycket mindre exokometer jämfört med planeter kräver analys av en exakt ljuskurva, som nu kan erhållas med den tekniska sofistikeringen av det nya rymdteleskopet.

Sebastian Zieba, masterstudent i teamet av Konstanze Zwintz vid Institutet för astro- och partikelfysik vid universitetet i Innsbruck, upptäckte exokometernas signal när han undersökte TESS-ljuskurvan för Beta Pictoris i mars i år. "Datan visade en signifikant minskning av intensiteten av ljuset från den observerade stjärnan. Dessa variationer på grund av mörkare av ett föremål i stjärnans bana kan tydligt relateras till en komet, Sebastian Zieba och Konstanze Zwintz förklarar den sensationella upptäckten.

I samarbete med Matthew Kenworthy från Leiden University (Nederländerna) och Grant Kennedy från University of Warwick (UK), de analyserade och tolkade exokometernas signaler. Resultaten kommer nu att publiceras i den internationella tidskriften Astronomi och astrofysik . Tre liknande exokometsystem har nyligen hittats runt tre andra stjärnor under dataanalys av NASA:s Kepler-uppdrag. Forskarna föreslår att exokometer är mer benägna att hittas runt unga stjärnor. "Rymdteleskopet Kepler koncentrerade sig på äldre stjärnor som liknar solen på ett relativt litet område på himlen. TESS, å andra sidan, observerar stjärnor över hela himlen, inklusive unga stjärnor. Vi förväntar oss därför ytterligare upptäckter av detta slag i framtiden, " säger Konstanze Zwintz. Zwintz forskning fokuserar på unga stjärnor och hon anses vara en internationellt erkänd expert inom asteroseismologi.

Dr Grant Kennedy, från University of Warwick Department of Physics, hjälpte till med modellering och tolkning av data. Han sa:"Denna upptäckt är verkligen viktig för vetenskapen om extrasolära kometer av flera skäl. Beta Pictoris hade ansetts vara värd för exokometer i tre decennier från en annan teknik, och TESS-data ger länge försenade och oberoende bevis för deras existens. Vårt nästa mål är att hitta liknande signaturer runt andra stjärnor, och denna upptäckt visar att TESS klarar uppgiften."

Berömd stjärna

Den unga och mycket ljusa stjärnan Beta Pictoris är en "kändis" bland astronomer av många anledningar:"Redan på 1980-talet, undersökningar av Beta Pictoris gav övertygande bevis för planetsystem runt andra stjärnor än vår sol - ett decennium innan exoplaneter ens upptäcktes för första gången. Dessutom, det fanns redan indirekta bevis för kometer vid den tiden baserat på den karakteristiska signaturen för förångande gas som kommer från dem, ", tillägger Konstanze Zwintz. Vid ungefär 23 miljoner år gammal, Beta Pictoris är en relativt ung stjärna, "en ung vuxen stjärna jämfört med mänsklig ålder, säger astronomen.

Upptäckten av exokometer runt Beta Pictoris förutspåddes 1999 i en artikel av astrofysikerna Alain Lecavelier des Etangs, Alfred Vidal-Madjar och Roger Ferlet. "Tillsammans med våra kollegor från Leiden och Warwick, vi är glada över att äntligen ha bekräftat denna teori, " säger Zieba och Zwintz. Forskarna förväntar sig att upptäcka många fler kometer och asteroider i detta område, eftersom det är en ung stjärna. "I framtiden, vi vill hitta svar på frågan om hur ofta exokometer förekommer och om deras antal verkligen minskar med en stjärnas ålder. Information om detta är viktig eftersom vi genom att analysera kometerna runt en ung stjärna också kan dra slutsatser om vårt eget solsystems historia. Eftersom vi vet att vårt solsystem visade betydligt fler kometer under de första åren, " förklarar Konstanze Zwintz.

I framtiden, forskarna vill undersöka sammansättningen av exokometer, till exempel vad gäller deras vattenhalt. Kometerna i sig är mindre än exoplaneter, men har väldigt stora svansar, som kan vara upp till många miljoner kilometer långa. "Det vi ser är inte själva kometkärnan, men materialet blåste av kometen och släpade efter den. Så TESS-data berättar inte hur stora kometerna var, eftersom omfattningen av dammstjärten kan vara mycket stor och inte särskilt tät, eller mindre stor och tätare. Båda situationerna skulle ge samma ljuskurva, " förklarar Zwintz.