Ko je NASA leta 2018 začela TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), je imela določen cilj. Medtem ko je njegov predhodnik, vesoljsko plovilo Kepler, našel na tisoče eksoplanetov, mnogi od njih so bili velikanski plinski velikani. TESS so poslali v vesolje z obljubo: najti manjše planete, podobne velikosti Zemlji in Neptunu, ki krožijo po stabilnih zvezdah, ne da bi se zelo hitro zaletavali. Te omejitve, upali so astronomi, bodo identificirali več eksoplanetov, ki bi bili lahko bivalni.
S tem odkritjem treh novih eksoplanetov TESS izpolnjuje svoje obljube.
Tri nove eksoplanete niso tisto, kar smo bili vajeni. Med misijo vesoljskega plovila Kepler smo se navadili na odkritja eksoplanetov. Toda planeti so bili večinoma večji od Zemlje in mnogi od njih so bili plinski velikani, vroči Jupiterji in podobni. Toda te tri nove so drugačne: ena je nekoliko večja od Zemlje, druga dva pa sta približno dvakrat večja od Neptuna, kar je po eksoplanetu majhno.
Vsi trije krožijo v orbiti slabe, hladne zvezde z imenom TOI (TESS Object Of Interest) 270, približno 73 svetlobnih let v ozvezdju Pictor. TOI 270 je pritlikava zvezda tipa M, ki je po masi in velikosti približno 40% manjša od našega Sonca. Prav tako je približno tretjina hladnejša od Sonca. Tri planeta sta v planetarnem smislu zmerna, vendar sta planeta še vedno vroča v primerjavi z Zemljo, ker sta blizu svoje zvezde.
Konvencije imajo tri planete poimenovane TOI 270 b, c in d, od notranjega do najbolj zunanjega planeta.
TOI 270 b je verjetno skalnat svet, kot je Zemlja, vendar približno 25% večji. V orbiti njene zvezde na razdalji 0,03 AU je približno 3,4 dni, kar je približno 13-krat bližje njeni zvezdi, kot je Merkur do Sonca. Ekipa TESS domneva, da je približno 1,9-krat bolj masivna od Zemlje.
Na žalost se 270 b močno peče. Ni tako vroče kot mnogi vroči Jupiteri, ki jih je odkril Kepler, a vseeno prevroče za življenje, kot ga poznamo. Ravnotežna temperatura - temperatura pred kakršnimi koli atmosferskimi vplivi - je 254 Celzija (490 F.). Prav tako je v tleh priklenjena na zvezdo.
Srednji planet se imenuje TOI 270 c, njegov 2,4-krat večji od Zemlje. Na zvezdo kroži vsakih 5,7 dni. Zunanji planet, 270 d, je 2,1-krat večji od Zemlje in kroži okoli zvezde vsakih 11,4 dni. Ta dva planeta imenujeta "mini-Neptuni", ker sta sestavljena večinoma iz plina in sta približno polovica velikosti Neptuna. Oba sta prav tako priklenjena na svojo zvezdo.
Zunanji zunanji planet je znanstvenicam še posebej zanimiv, saj je najbolj zmeren planet od treh. Ravnotežna temperatura TOI 270 d je približno 66 Celzija (150 F,), še vedno zelo vroča v zemeljskem smislu, vendar dovolj zmerna, da je redka za eksoplanete.
Nov prispevek, ki opisuje te ugotovitve, je objavljen v reviji Nature Astronomy. Članek ima naslov "Super Zemlja in dva pod-Neptuna, ki prečkata bližnji in tihi M pritlikavec TOI-270."
"Ta sistem je natančno zasnovan tako, da je našel TESS - majhne, zmerne planete, ki gredo mimo ali nesedejo pred neaktivno gostiteljsko zvezdo, pri čemer manjka pretirane zvezdne aktivnosti, kot so mehurji," je dejal vodilni raziskovalec Maximilian Günther, podoktorski Torres Sodelavec na Kavli inštitutu za astrofiziko in vesoljske raziskave v Cambridgeu na Tehnološkem inštitutu Massachusetts (MIT). "Ta zvezda je tiha in nam je zelo blizu, zato veliko svetlejša od zvezd gostiteljic primerljivih sistemov. Z razširjenimi nadaljnjimi opazovanji bomo kmalu lahko določili sestavo teh svetov, ugotovili, ali so v ozračju prisotni in kakšne pline vsebujejo, in še več.
Te ugotovitve so zanimive, ker naš Osončje ne vsebuje nič podobnega kot dva mini-Neptuna ali sub-Neptuna. V resnici so planeti z velikostjo med 1,5 in 2-kratno velikostjo Zemlje zelo redki tudi pri populaciji eksoplanetov, kolikor vemo.
"Zanimiv vidik tega sistema je, da njegovi planeti odpravljajo dobro uveljavljeno vrzel v znanih planetarnih velikostih," je dejal soavtor Fran Pozuelos, podoktorski raziskovalec na Univerzi v Liègeu v Belgiji. "Redko je, da imajo planeti velikosti med 1,5 in dvakrat večjo od Zemlje iz razlogov, ki so verjetno povezani z načinom oblikovanja planetov, vendar je to še vedno zelo sporna tema. TOI 270 je odličen laboratorij za preučitev robov tega vrzeli in pomagal nam bo bolje razumeti, kako se planetarni sistemi oblikujejo in razvijajo. "
Astronomi so upali, da bo TESS našel te vrste planetov, da bi lahko drugi teleskopi spremljali nadaljnja opazovanja. Zlasti s vesoljskim teleskopom James Webb bo mogoče prepoznati atmosfere nekaterih teh planetov.
"TOI 270 je odlično postavljen na nebu za preučevanje atmosfere svojih zunanjih planetov z Nasino prihodnjim vesoljskim teleskopom James Webb," je povedala soavtorica Adina Feinstein, doktorska študentka na univerzi v Chicagu. "Webb ga bo opazoval več kot pol leta, kar bi lahko omogočilo res zanimive primerjalne študije med atmosfero TOI 270 c in d."
Skupina, ki stoji za temi rezultati, meni, da je ta osončje, čeprav so ti rezultati navdušujoči, še več. Dodatno opazovanje lahko razkrije druge planete. Morda je od zvezde bolj oddaljen drug kamniti planet kot TOI 270 d. Če je tako, je morda še bolj zmerno. In če ima kamnito jedro in ozračje, bi lahko na svoji površini zadrževala tekoča voda.
To so razburljivi časi raziskav na eksoplanetih. Ob takšnih rezultatih in sčasoma James Webb bo na spletu naše razumevanje populacije eksoplanetov naraščalo v skokih in mejah.
Več:
- Sporočilo za javnost: Nasina misija TESS je dosegla "Hat Trick" s tremi novimi svetovi
- Raziskovalni članek: Super Zemlja in dva pod-Neptuna, ki prečkata bližnji in tih M pritlikavec TOI-270
- NASA-in TESS
- Vesoljska revija: Koliko planetov bo TESS najti?
- Vesoljski časopis: Ko TESS deluje, astronomi ocenjujejo, da bo našel 14.000 planetov. 10 Lahko bi bili zemeljski svetovi v bivalni coni zvezde, podobni sončni zvezdi
