Новият телескоп на НАСА за лов на планети, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), току-що откри първия си свят с размерите на Земята. Въпреки че планетата с размерите на Земята и нейният горещ спътник под Нептун бяха наблюдавани за първи път от TESS през януари 2019 г., досега е необходимо да се потвърди статусът им с последващи наблюдения на земята. Откритието е публикувано в The Astrophysical Journal Letters.
Когато беше планиран TESS, идеята беше да се намерят най-обещаващите екзопланети близо до най-близките и ярки звезди. Това би направило последващите наблюдения много по-лесни. Учените изчислиха, че TESS ще открие около 300 с размери на Земята или Супер-земен размер екзопланети в своята двугодишна мисия. Така че намирането на първия е голяма работа.
TESS има задачата да намери екзопланети, но не каквито и да било. Идеята зад мисията беше да намерете по-малките с размер на Земята . Предшественикът на TESS, космическият телескоп Kepler, откри много екзопланети, но повечето от тях бяха много по-големи от Земята. Това има смисъл, тъй като по-големите са по-лесни за намиране.
„Толкова е вълнуващо, че TESS, който стартира преди около година, вече променя играта в бизнеса за лов на планети.“
Йохана Теске, Институт Карнеги за наука.
„Толкова е вълнуващо, че TESS, който стартира само преди около година, вече променя играта в бизнеса за лов на планети“, каза Йохана Теске от Научния институт на Карнеги, която е вторият автор на статията. „Космическият кораб изследва небето и ние си сътрудничим с общността за проследяване на TESS, за да маркираме потенциално интересни цели за допълнителни наблюдения с помощта на наземни телескопи и инструменти.
И двете новооткрити планети обикалят около оранжева звезда с основна последователност, наречена HD 21749, на около 53 светлинни години от Земята и около 70% от масата на Слънцето. Двете планети са единствените известни планети в тази слънчева система. Планетата с размерите на Земята се нарича HD 21749c, а горещата планета под Нептун се нарича HD 21749b.
Научният институт Карнеги играе важна роля в това откритие, защото са част от консорциума, който управлява обсерваторията Лас Кампанас в Чили, където Магеланови телескопи са разположени. Телескопът Magellan II има уникален инструмент, прикрепен към него, наречен PFS, или Planet Finder Spectrograph, който е разработен от учени, участващи в това изследване, и е иницииран от тях. PFS помогна да се потвърдят тези две планети и също така измерва масата на HD 21749b, суб-Нептун.
Магелановите телескопи в обсерваторията Лас Кампанас, Чили. Кредит на изображението: от Jan Skowron – собствена работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=32278583
Екипът използва PFS, за да провери откритията на TESS, тъй като PFS разчита на метода на радиалната скорост, който в момента е единственият начин да се определи масата на отделна екзопланета. И ако не знаете масата, тогава не можете да определите плътността или състава на планетата.
PFS разчита на гравитацията за измерване на масата на екзопланетата. Звездата, в случая HD 21749, оказва силно влияние върху планетите, обикалящи около нея. Но гравитацията работи и в двете посоки. Гравитационното привличане на планетата придава леко поклаща се да звездата, която PFS може да открие. Колкото по-голямо е колебанието на звездата-домакин, толкова по-масивна е планетата.
„PFS е един от единствените инструменти в Южното полукълбо, които могат да извършват тези видове измервания“, добави Теске. „Така че това ще бъде много важна част от по-нататъшното характеризиране на планетите, открити от мисията TESS.
Различни методи за наблюдение откриват различни видове планети. Всеки метод е предубеден по свой собствен начин и учените знаят това и го планират. В случая на TESS, той е проектиран да намира планети, които обикалят около звездата си сравнително бързо, обикновено за по-малко от 10 дни. Когато се замислите, можете да разберете защо.
„Имаше доста детективска работа и точните хора бяха там в точното време.“
Даяна Драгомир, водещ автор, Институт Кавли за астрофизика и космически изследвания на Масачузетския технологичен институт
Ако на планетата е необходимо изключително дълго време, за да обиколи своята звезда, като Уран например, на който са необходими 84 години, за да обиколи Слънцето, тогава може да се наложи да се взирате в звездата, която обикаля, за дълго време, преди да можете да я откриете. Ако това отнема само 10 дни, тогава не е нужно да свързвате ресурси за наблюдение за много дълго, за да го откриете.
В това откритие HD 21749b има най-дългия орбитален период от която и да е от екзопланетите TESS досега, около 36 дни. Поради начина, по който TESS работи, това затрудни разпознаването на под-Нептун в данните.
„Имаше доста детективска работа и точните хора бяха там в точното време“, каза водещият автор Диана Драгомир от Института за астрофизика и космически изследвания на Кавли в Масачузетския технологичен институт. „Но имахме късмет и уловихме сигналите и те бяха наистина ясни.“
Под-Нептун, HD 21749b, има около 23 пъти масата на Земята и радиусът му е около 2,7 пъти по-голям от този на Земята. Измерената плътност предполага, че планетата не е скалиста и че има значителна атмосфера. Това може да помогне на астрономите да разберат атмосферите на тези видове планети.
Но въпреки че откритието на поднептун е вълнуващо по научни причини, неговият брат HD 21749c може да е по-вълнуващо. Отнема само осем дни, за да обиколи звездата и е много по-близо до размера на Земята. Измерването на масата и плътността на тази планета обаче няма да е лесно.
Художествена илюстрация на сателита за изследване на транзитната екзопланета. Кредити: Център за космически полети на Годард на НАСА
„Измерването на точната маса и състав на такава малка планета ще бъде предизвикателство, но важно за сравняването на HD 21749c със Земята“, каза Шарън Уанг, един от авторите на статията. „Екипът на PFS на Carnegie продължава да събира данни за този обект с тази цел.“
„За звезди, които са много близо и много ярки, очаквахме да открием до няколко дузини планети с размерите на Земята.
Даяна Драгомир, водещ автор, Институт Кавли за астрофизика и космически изследвания на Масачузетския технологичен институт
TESS ще позволи на астрономите да правят по-точни измервания от Kepler. С TESS те трябва да могат да измерват масата на екзопланетите, състава на атмосферата и други свойства. Въпреки че екзопланетите и по-малките екзопланети с размер на Земята не са рядкост в Млечния път, все още имаме много да научим за тях.
Все още не можем да опишем точно тяхното разнообразие. Все още сме в началото, което е вълнуващо и това вълнение се засилва, докато TESS върши работата си.
„За звезди, които са много близо и много ярки, очаквахме да открием до няколко дузини планети с размерите на Земята“, каза Драгомир. „И ето ни – това ще бъде първото ни и е крайъгълен камък за TESS. Той задава пътя за намиране на по-малки планети около дори по-малки звезди и тези планети могат потенциално да бъдат обитаеми.
Източници:
- Изследователска работа: TESS ДОСТАВЯ ПЪРВАТА СИ ПЛАНЕТА С РАЗМЕР НА ЗЕМЯТА И ТОПЪЛ ПОДНЕПТУН
- Съобщение за печата: TESS открива първата си планета с размерите на Земята
- НАСА: Начална страница на TESS
