Велика подяка Космічний телескоп Kepler, кількість підтверджених позасонячних планет зросла експоненціально за останнє десятиліття. І з такими місіями наступного покоління, як Прохідний супутник опитування екзопланет (TESS) вже на орбіті, все більше кандидатів і підтверджених планет виявляються постійно - багато з них теж нові і захоплюючі!
Насправді одне з останніх відкриттів TESS включає систему трьох планет, яка обертається навколо зірки (L 98-59), розташованої приблизно за 35 світлових років від Землі. Одна з планет, відома як L 98-59b, знаходиться між розмірами Землі та Марса - це робить її найменшою екзопланетою, виявленою на сьогодні TESS. Це відкриття також підкреслює витонченість TESS та збільшує вдвічі кількість малих екзопланет, які вважаються гідними подальших досліджень.
Документ, що описує відкриття, з'явився в останньому номері видання Астрофізичний журнал. Міжнародна команда, яка стояла за відкриттям, включала багатьох науковців НАСА, а також дослідників Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики, Інституту астрофізики та космічних досліджень Кавлі та багатьох університетів та обсерваторій з усього світу.
Веселін Костов, астрофізик Центру космічних польотів НАСА Годдарда та Інституту SETI, був провідним автором документа про відкриття. Як він пояснив у недавньому прес-релізі NASA:
«Це відкриття є великим інженерним та науковим досягненням для TESS. Для атмосферних досліджень маленьких планет потрібні короткі орбіти навколо яскравих зірок, але такі планети важко виявити. Ця система має потенціал для захоплюючих майбутніх досліджень ».
Як свідчить назва, TESS полює на екзопланети, використовуючи метод, відомий як транзитна фотометрія (ака. Метод транзиту). Це передбачає спостереження за віддаленими зірками для раптових занулень у освітлення, які є ознаками планети, що проходить перед зіркою (тобто транзитом) щодо спостерігача. Спостерігаючи за масштабами та частотою занурень, вчені мають змогу визначити існування планет, а також їх орбітальний період та розміри.
Хоча цей метод на даний момент є найбільш ефективним способом виявлення та підтвердження екзопланет, на нього припадає 3087 з понад 4000, що були виявлені до цих пір. Однак, це не дуже ефективно, якщо мова йде про виявлення менших, скелястих планет, як Земля. Те, що TESS вдалося знайти не одну, а три скелясті планети, що обертаються навколо L 98-59, є свідченням чутливості та можливостей його інструментів.
Ці планети (які позначені L 98-59b, c і d) приблизно в 0,8, 1,4 і 1,6 рази перевищують розмір Землі і дуже швидко орбітують їх зірку з періодом 2,25, 3,7 та 7,45 дня відповідно. Як пояснив Джонатан Бранде, співавтор та астрофізик з NASA Goddard та Університету Меріленда:
“Якщо у вас в орбіті більше однієї планети, вони можуть гравітаційно взаємодіяти між собою. TESS буде спостерігати L 98-59 в достатній кількості секторів, щоб він міг виявляти планети з орбітами близько 100 днів. Але якщо нам пощастить, ми можемо побачити гравітаційні наслідки нерозкритих планет на ті, які ми знаємо в даний час ».
Хоча L 98-59b являє собою новий рекорд для TESS, будучи приблизно на 10% меншим, ніж попередній рекордсмен, який він виявив, це не найменша екзопланета, виявлена на сьогоднішній день. Цей запис належить Kepler-37b, скелястій екзопланеті, розташованій приблизно за 210 світлових років від Землі, що лише на третину більше Землі і на 20% більший, ніж Місяць.
Однак відкриття L 98-59b робиться більш вражаючим, якщо врахувати той факт, що він обертається навколо зірки типу М (червоний карлик), яка приблизно на третину є меншою за розмір і масу нашого Сонця. Ця зірка значно менш яскрава, ніж Кеплер-37, яка є зіркою типу G (жовтий карлик) - подібно до нашого Сонця - хоча L 98-59 особливо яскравий, як йде червоний карлик.
У поєднанні з тим, що вона розташована відносно близько до нашої Сонячної системи, відкриття трипланетної системи навколо L 98-59 робить її привабливим кандидатом для подальших спостережень. Зірки типу М - найпоширеніший тип у Всесвіті, на них припадає три чверті зірок лише в Чумацькому Шляху.
Недавні дослідження також виявили, що вони, можливо, є найбільш ймовірним місцем для пошуку скелястих планет, які орбітують в зоні проживання зорі. Через це вчені прагнуть дізнатися більше про планетарні системи, що утворюються навколо цього типу зірок. Сюди можна віднести, чи не мають скелясті планети, які на орбіті червоних карликів змогли би зберегти свою атмосферу, враховуючи кількість випромінювання, яке вони зазнавали б.
На жаль, жодна з цих планет не обертається в межах зони проживання L 98-59. Насправді, на відстані від материнської зірки, L 98-59b отримує стільки, скільки двадцять два рази більша кількість променистої енергії, яку Земля отримує від Сонця. Тим часом L 98-59c і d отримують приблизно в одинадцять і чотири рази більше випромінювання, ніж Земля відповідно.
Однак усі вони займають «зону Венери», діапазон відстаней, де планета з атмосферою, подібною до Землі, може відчувати викид парникового ефекту, перетворюючи її в атмосферу, подібну до Венери. Виходячи зі свого розміру, L 98-59d міг бути або Венерологічним світом, або міні-Нептуном - скелястим стрижнем, оточеним щільною газоподібною оболонкою.
Незважаючи на те, все ще існує ймовірність, що ці планети можуть бути мешкаючими в житті, і постійні дослідження дадуть відповіді на життєво важливі питання щодо цих та інших скелястих світів, які обертаються навколо червоних карликів поблизу - таких як Proxima b і t
"Якщо ми розглянули Сонце з L 98-59, транзит Землі та Венери привів би нас до думки, що планети майже однакові, але ми знаємо, що вони не є. У нас залишається багато питань, чому Земля стала заселеною, а Венера - ні. Якщо ми зможемо знайти та вивчити подібні приклади навколо інших зірок, наприклад L 98-59, ми можемо розблокувати деякі з цих таємниць ».
На щастя, TESS матиме шанс спостерігати за системою ще багато разів до кінця місяця. В даний час TESS здійснює моніторинг регіонів південного неба (т.к. секторів) 24 х 96 градусів одночасно. Коли перший липень спостережень завершиться цього липня, система L 98-59 з'явиться у семи з 13 секторів, що складають південне небо.
Можна сподіватися, що це дасть астрономам час уточнити те, що вони знають про ці три підтверджені планети, і, можливо, знайти більше світів у цій системі. Зважаючи на те, що всі три орбіти зі зоною "Венерина зона", все, що орбітує поза нею, швидше за все, буде знаходитись у його житловій зоні.
Ці спостереження також пройдуть довгий шлях до створення каталогу скельних планет навколо довколишніх яскравих зірок. Коли космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) вийде в космос в 2021 році, він буде використовувати свої передові інфрачервоні засоби збору зображень для збору інформації про атмосферу цих планет та їх характеристики.
Оскільки чотири світи TRAPPIST-1 орбітають в межах ЗЗ зірки, вони вважаються головними кандидатами. Костовська команда припускає, що планети L 98-59 також є. Ці об'єднані зусилля фактично наблизять нас на крок до того, щоб визначити, чи є в нашому космічному околиці якісь житлові планети.
