Nasin novi teleskop, ki lovi planete, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) je pravkar našel svoj prvi svet velikosti Zemlje. Čeprav je Zemljišče in njegov vroči spremljevalec pod Neptun prvič opazil TESS januarja 2019, je bilo do zdaj treba potrditi njihov status s prizemnimi opazovanji. Odkritje je objavljeno v The Astrophysical Journal Letters.
Ko je bil načrtovan TESS, je bila ideja najti najbolj obetavne eksoplanete v bližini najbližjih in najsvetlejših zvezd. To bi olajšalo nadaljnje opazovanje. Znanstveniki so izračunali, da bo TESS v svoji dveletni misiji našel približno 300 eksoplanetov velikosti Zemlje ali Super Zemlje. Torej je iskanje prvega velika stvar.
TESS je zadolžen za iskanje eksoplanetov, vendar ne samo vseh eksoplanetov. Ideja te misije je bila najti manjše velikosti Zemlje. TESS-ov predhodnik, vesoljski teleskop Kepler, je našel veliko eksoplanetov, a večina je bila veliko večja od Zemlje. To je smiselno, saj je večje lažje najti.
"Tako vznemirljivo je, da je TESS, ki je bil predstavljen pred približno enim letom, že spremenil divjad v poslu za lov na planete."
Johanna Teske, Carnegiejeva ustanova za znanost.
"Tako vznemirljivo je, da je TESS, ki je bil predstavljen pred približno enim letom, že spremenil divjadi v podjetju za lov na planete," je dejala Johanna Teske iz Carnegie Science Institute, ki je drugi avtor tega prispevka. "Vesoljsko plovilo pregleduje nebo in sodelujemo s skupino za spremljanje TESS, da bi označili potencialno zanimive cilje za dodatna opazovanja z uporabo zemeljskih teleskopov in instrumentov."
Oba na novo odkrita planeta krožita v oranžni zvezdi glavnega zaporedja HD 21749, približno 53 svetlobnih let od Zemlje in približno 70% mase Sonca. Oba planeta sta edina znana planeta v tem osončju. Zemljino velikost imenujemo HD 21749c, vroči planet pod Neptun pa HD 21749b.
Inštitut za znanost Carnegie je v tem odkritju viden, ker je del konzorcija, ki upravlja observatorij Las Campanas v Čilu, kjer se nahajajo Magelanovi teleskopi. Teleskop Magellan II ima na njem edinstven instrument, imenovan PFS ali Spectrograph Planet Finder, ki so ga razvili in pionirali znanstveniki, vključeni v to študijo. PFS je pomagal potrditi ta dva planeta, izmeril pa je tudi maso HD 21749b, sub-Neptun.
Ekipa je uporabila PFS za preverjanje odkritij TESS, ker se PFS opira na metodo radialne hitrosti, ki je trenutno edini način za določitev mase posameznega eksoplaneta. In če ne poznate mase, potem ne morete določiti gostote ali sestave planeta.
PFS se za merjenje mase eksoplaneta zanaša na gravitacijo. Zvezda, v tem primeru HD 21749, močno vpliva na planete okoli nje. A gravitacija deluje oboje. Gravitacijski poteg planeta daje zvezdi rahlo mahanje, ki ga lahko zazna PFS. Večja kot je tresenje zvezde gostiteljice, bolj masiven je planet.
"PFS je eden edinih instrumentov na južni polobli, ki lahko izvaja tovrstne meritve," je dodal Teske. "Torej, to bo zelo pomemben del nadaljnjega karakteriziranja planetov, ki jih je našla misija TESS."
Različne metode opazovanja najdejo različne vrste planetov. Vsaka metoda je pristranska na svoj način in znanstveniki to vedo in načrtujejo. V primeru TESS je bil zasnovan za iskanje planetov, ki relativno hitro krožijo po svoji zvezdi, običajno v manj kot 10 dneh. Ko premislite, lahko vidite, zakaj.
"Vključevalo se je kar nekaj detektivskih del in pravi ljudje so bili tam ob pravem času."
Diana Dragomir, vodilna avtorica, Inštitut za astrofiziko in vesoljske raziskave MIT na Kavliju
Če bo planet potreboval izjemno dolgo časa, da obide svojo zvezdo, kot je na primer Uran, ki traja 84 let, da kroži okrog Sonca, potem boste morda morali dolgo gledati v zvezdo, ki jo kroži, preden jo boste lahko zaznali. Če traja le 10 dni, vam ni treba dolgo zavezati opazovanja virov, da ga zaznate.
HD 21749b ima v tem odkritju najdaljše orbitalno obdobje katerega koli od eksoplanetov TESS doslej, približno 36 dni. Zaradi načina delovanja TESS je to težko razkrilo sub-Neptun v podatkih.
"Vključevalo se je kar nekaj detektivskih del in pravi ljudje so bili tam ob pravem času," je povedala vodilna avtorica Diana Dragomir z Inštituta za astrofiziko in vesoljske raziskave MIT MIT. "Toda imeli smo srečo in ujeli smo signale in bili so res jasni."
Pod-Neptun, HD 21749b, ima približno 23-krat večjo Zemljino maso, njegov polmer pa je približno 2,7-krat večji od Zemljine. Izmerjena gostota kaže na to, da planet ni skalnat in da ima močno ozračje. To bi astronomom lahko pomagalo razumeti atmosfere na teh vrstah planetov.
Čeprav je odkritje Sub-Neptuna iz znanstvenih razlogov vznemirljivo, je to, da je brat z ločljivostjo HD 21749c morda bolj razburljiv. V orbiti zvezde je potrebnih le osem dni in je velikost velikosti Zemlje. Vendar merjenje mase in gostote tega planeta ne bo enostavno.
"Merjenje natančne mase in sestave tako majhnega planeta bo zahtevno, vendar pomembno za primerjavo HD 21749c z Zemljo," je dejala Sharon Wang, ena od avtoric prispevka. "Carnegiejeva ekipa PFS nadaljuje z zbiranjem podatkov o tem objektu s tem ciljem."
"Za zvezde, ki so zelo blizu in zelo svetle, smo pričakovali, da bomo našli do nekaj deset planetov v velikosti Zemlje."
Diana Dragomir, vodilna avtorica, Inštitut za astrofiziko in vesoljske raziskave MIT na Kavliju
TESS bo astronomom omogočil natančnejše meritve kot Kepler. S TESS bi morali imeti možnost merjenja mase eksoplanetov, sestave atmosfere in drugih lastnosti. Čeprav eksoplaneti in manjši eksoplaneti velikosti Zemlje na Mlečni poti niso redki, moramo o njih še veliko naučiti.
Njihove raznolikosti še ne znamo natančno opisati. Še vedno smo na začetku, kar je vznemirljivo, in navdušenje se krepi, ko TESS opravlja svoje delo.
"Pri zvezdah, ki so zelo blizu in zelo svetle, smo pričakovali, da bomo našli do nekaj deset planetov v velikosti Zemlje," je dejal Dragomir. "In tu smo - to bi bil naš prvi, in to je mejnik za TESS. Določa pot za iskanje manjših planetov okoli še manjših zvezd in ti planeti so morda bivalni. "
Viri:
- Raziskovalni članek: TESS DOSTAVITELJA NA PRVEM ZEMLJIŠČEM PLANETU IN VREČKEM SUB-NEPTUNU
- Sporočilo za javnost: TESS najde svoj prvi planet na Zemlji
- NASA: Domača stran TESS
