Koliko eksoplanetov obstaja? Ne tako dolgo nazaj nismo vedeli, ali jih sploh obstaja. Nato smo zaznali nekaj okrog pulsarjev. Potem so izstrelili vesoljsko plovilo Kepler in odkrili še nekaj tisoč drugih. Zdaj je NASA-in TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) začel delovati, nova študija pa napoveduje njegove ugotovitve.
Ugotovitve Keplerja so nam omogočile boljšo predstavo o vrstah in številu planetov v drugih sončnih sistemih. Toda Kepler je imel zaradi svojih merilnih metod omejitve in lastno pristranskost vzorčenja. Kepler se je osredotočil tudi na eno majhno območje neba, ki obsega približno 0,25% neba. Možno je, vendar ni nujno, da majhen del neba, na katerega je bil usmerjen Kepler, ni reprezentativen za večji vzorec.
TESS je precej drugačen kot Kepler, zlasti na območju neba, ki ga pokriva. Izvedla bo raziskavo po celem nebu in ne raziskavo, osredotočeno na majhen del neba. Nasin novi lovec na planete se bo osredotočil tudi na najsvetlejše zvezde. To je zato, ker je njegov osnovni znanstveni cilj najti planete, večje od Neptuna, ki krožijo okoli svetle zvezde. Zvezde morajo biti svetle, da lahko s pomočjo nadaljnjih spektroskopskih opazovanj določimo mase planetov in atmosferske sestave.
Čeprav nimamo soglasja o tem, kako pogosti so eksoplaneti glede na njihovo velikost in orbitalno obdobje, nam je Kepler pokazal, da so eksoplaneti pogosti. Večina zvezd jih ima. Toda mnogi eksoplaneti, ki jih je našel Kepler, so izredno oddaljeni, od sto do tisoč parseksov. Tako podrobna nadaljnja opazovanja so težko nemogoča. Ker se Tess osredotoča na bližje, svetlejše zvezde bližje Zemlji, kar olajša nadaljnja opazovanja z drugimi 'področji uporabe, bi morali biti njegovi rezultati bolj reprezentativni in natančnejši pri določanju populacije eksoplanetov.
Nova študija Thomasa Barclayja iz NASA in univerze v Marylandu, Joshua Pepper z univerze Lehigh in Elisa Quintana iz NASA je napovedala rezultate TESS-a. Njihov prispevek je bil objavljen v The Astrophysical Journal. Trije raziskovalci so uporabili, kar vemo o zvezdni populaciji in kaj vemo o populacijah eksoplanetov, v kombinaciji s TESSovimi načini opazovanja, za izdelavo svojih ocen.
V njihovi simulaciji obstajajo trije dejavniki:
- Simulacija zvezdne populacije, ki jo bo opazoval TESS.
- Reprezentativni vzorec planetov, ki krožijo okoli teh zvezd.
- Napoved, koliko teh planetov bo TESS zaznal.
Njihove ocene se imenujejo "simulacija donosa" in to ni prva, ki so jo astronomi izmislili. Preden pridemo do številk, pa vprašanje: Zakaj moramo vnaprej vedeti, kaj bo TESS našel?
Odgovor na to je, da se najprej odločimo za to, kako bi lahko izgledal nadaljnji program opazovanja. Astronomi radi načrtujejo vnaprej, saj je opazovanje virov tako drago. Ne želijo čakati, da pridejo vsi rezultati iz TESS-a, preden razmislijo o naslednjih korakih. Ali pa so v zgodbi o sladkarnah preprosto navdušeni kot otroci. Verjetno malo obojega.
Barclay, Pepper in Quintana so svojo simulacijo izvedli 300-krat, da bi dosegli predviden pridelek. V njihovih rezultatih je veliko podrobnosti, povezanih s tipom zvezde na orbiti planetov, različnim načinom opazovanja, ki se uporablja za zaznavanje planetov in kako se vse to nanaša na nadaljnja opazovanja. Če v kratki obliki predstavimo tri raziskovalce, ki jih bo TESS našel med načrtovano dvoletno misijo:
- 14.000 skupnih eksoplanetov
- 2100 od njih bo manjše od 4 polmerov Zemlje (4R), od teh je 280 manjših od 2R
- 70 bivalnih planetov obkroža zvezde rdečih pritlikavcev, od tega 9 manjših od 2R
- 10 Zemlji podobnih svetov manj kot 2R, ki bi lahko bili v območju bivanja zvezde, kot je naše Sonce
To je zelo razburljivo vleko. 14.000 eksoplanetov, od katerih bi bilo 10 lahko podobnih svetovnim svetom v območju bivanja zvezde, kot je Sonce. Ne pomeni, da bo TESS našel, ampak mora biti dober približek in intriganten. Še posebej, ker so TOS-ovi eksoplaneti, za razliko od Keplerja, glavna tarča za nadaljnje opazovanje in karakterizacijo.
To ni prva simulacija donosa za TESS. Toda ta je narejen z resnično in ne simulirano zvezdno populacijo, zato bi moral biti natančnejši. Še eno simulacijo donosa iz leta 2015 si lahko ogledate tukaj, eno iz leta 2017 pa tukaj.
Rezultati simulacije nam kažejo, da bomo verjetno našli zemeljske planete v območjih, v katerih živijo. Večina jih bo krožila v orbiti rdečih palčkov, majhno število pa bi moralo biti okoli soncu podobnih zvezd. To bi radi vsi vedeli.
Morda pa je še pomembneje, da nam te simulacije kažejo, da bo TESS dosegel cilj svojega poslanstva: odkriti množico planetov, manjših od Neptuna, ki jih je mogoče pregledati v nadaljnjih študijah za določitev njihovih mas in atmosferskih sprememb.
V obeh primerih je TESS na dobri poti in prinaša nekaj solidnih rezultatov.
- Raziskovalni članek: Revidirani prinos pristanka eksoplaneta iz tranzitnega satelita za anketo eksoplanetov (TESS)
- Raziskovalni članek: SATELIT PREGLEDNEGA PREGLEDA EXOPLANETA: SIMULACIJE PLETNIH ODKRITEV IN ASTROFIZIČNIH ZAVORNIH POZITIVOV
- Raziskovalni članek: Simulacije zaznavanja planetov za več možnih misij TESS
- NASA-in znanstveni podporni center TESS
- Pregled misije NASA Kepler
- Vpis v Wikipedijo: TESS
