Новий телескоп НАСА для полювання на планету - TESS (Транзитний супутник дослідження екзопланет) щойно знайшов свій перший у світі розмір Землі. Хоча планету розміру Землі та її гарячого супутника Супптуна вперше спостерігали в TESS у січні 2019 року, дотепер прийнято підтверджувати їх статус наземними спостереженнями. Відкриття опубліковано в «Astrophysical Journal Letters».
Коли планувалося TESS, ідея полягала у пошуку найбільш перспективних екзопланет біля найближчих і найяскравіших зірок. Це значно спростить подальші спостереження. Вчені підрахували, що TESS знайде близько 300 екзопланет розміром Землі або Супер-Землі за свою дворічну місію. Тож знайти перший - велика справа.
TESS покладено завдання знайти екзопланети, але не тільки будь-які екзопланети. Ідея місії полягала в пошуку менших розмірів Землі. Попередник TESS, космічний телескоп Kepler, знайшов багато екзопланет, але більшість з них були набагато більшими за Землю. Це має сенс, оскільки більші розміри легше знайти.
"Настільки захоплююче, що TESS, який був запущений близько року тому, вже є зміною ігор у бізнесі по полюванню планети".
Йоганна Теске, Інститут науки Карнегі.
"Настільки захоплююче, що TESS, який був запущений близько року тому, вже є зміною ігор у бізнесі, що займається полюванням на планету", - сказала Йоганна Теске з Науково-дослідного інституту Карнегі, який є другим автором статті. "Космічний корабель проводить обстеження в небі, і ми співпрацюємо з наступною спільнотою TESS для позначення потенційно цікавих цілей для додаткових спостережень за допомогою наземних телескопів та інструментів".
Обидві ці нововиявлені планети обертаються навколо оранжевої зірки головної послідовності під назвою HD 21749, приблизно за 53 світлових років від Землі і приблизно на 70% від маси Сонця. Дві планети - єдині відомі планети у цій Сонячній системі. Землю розміром називають HD 21749c, а гарячу субнептунську планету називають HD 21749b.
Інститут науки Карнегі займає чільне місце у цьому відкритті, оскільки вони є частиною консорціуму, який працює обсерваторією Лас Кампанас в Чилі, де розташовані телескопи Магеллана. Телескоп "Магеллан II" має унікальний прилад, приєднаний до нього під назвою PFS, або "Спектрограф планетарного пошуку", який був розроблений і вперше створений вченими, що займаються цим дослідженням. PFS допоміг підтвердити ці дві планети, і він також виміряв масу HD 21749b, субнептун.
Команда використовувала PFS для перевірки відкриттів TESS, оскільки PFS спирається на метод радіальної швидкості, який наразі є єдиним способом визначення маси окремої екзопланети. І якщо ви не знаєте маси, то ви не можете визначити щільність або склад планети.
Для вимірювання маси екзопланети PFS покладається на гравітацію. Зірка, в даному випадку HD 21749, чинить сильний вплив на планети, що перебувають на її орбіті. Але гравітація працює обома способами. Гравітаційне тягнення планети надає зірці незначне коливання, яке PFS може виявити. Чим більше коливання зірки-господаря, тим масивніша планета.
"PFS - це один з єдиних приладів у Південній півкулі, який може проводити такі типи вимірювань", - додав Теске. "Отже, це буде дуже важливою частиною подальшої характеристики планет, виявлених місією TESS".
Різні методи спостереження знаходять різні типи планет. Кожен метод упереджений по-своєму, і вчені це знають і планують. У випадку TESS, він був розроблений для пошуку планет, які обертаються навколо зірки порівняно швидко, як правило, менше ніж за 10 днів. Подумавши про це, ви можете зрозуміти, чому.
"Було задіяно дещо детективну роботу, і потрібні люди були там у потрібний час".
Діана Драгомир, провідний автор, Інститут астрофізики та космічних досліджень MIT
Якщо планеті знадобиться надзвичайно довгий час, щоб орбітувати її зірку, як, наприклад, Уран, котрий займає орбіту Сонця 84 роки, то, можливо, вам доведеться довго дивитися на зірку, яка орбітує, перш ніж ви зможете її виявити. Якщо це займе лише 10 днів, то вам не доведеться дуже довго пов'язувати ресурси спостереження, щоб виявити їх.
У цьому відкритті HD 21749b має найдовший орбітальний період будь-якої з екзопланет TESS досі - приблизно 36 днів. Через те, як працює TESS, це ускладнило розрізнення субнептуна в даних.
"Було задіяно дещо детективну роботу, і потрібні люди були там у потрібний час", - сказала головна автор Діана Драгомир з Інституту астрофізики та космічних досліджень MIT Інституту MIT. "Але нам пощастило, і ми вловили сигнали, і вони були дійсно чіткими".
Піднептун, HD 21749b, має приблизно в 23 рази більше маси Землі, а його радіус приблизно в 2,7 рази більший від Землі. Виміряна щільність говорить про те, що планета не скеляста і що в ній є значна атмосфера. Це може допомогти астрономам зрозуміти атмосферу на цих типах планет.
Але хоча відкриття субнептуна є захоплюючим з наукових причин, його побратим HD 21749c може бути більш захоплюючим. На орбіту зірки знадобиться всього вісім днів, і це значно ближче до розміру Землі. Однак виміряти масу та щільність цієї планети буде непросто.
"Вимірювання точної маси та складу такої маленької планети буде складним, але важливим для порівняння HD 21749c із Землею", - сказала Шарон Ванг, один з авторів цього документу. "Команда PFS Carnegie продовжує збирати дані по цьому об'єкту з цією метою."
"Для зірок, які дуже близькі і дуже яскраві, ми очікували, що ми знайдемо до кількох десятків планет розміром із Землею".
Діана Драгомир, провідний автор, Інститут астрофізики та космічних досліджень MIT
TESS дозволить астрономам зробити більш точні вимірювання, ніж це робив Кеплер. За допомогою TESS вони повинні мати можливість вимірювати масу екзопланет, атмосферний склад та інші властивості. Незважаючи на те, що екзопланети та менші екзопланети Землі не є рідкістю на Чумацькому Шляху, ми все ще маємо дізнатися про них.
Ми ще не можемо точно описати їх різноманітність. Ми все ще на початку, що хвилює, і це хвилювання розвивається, коли TESS робить свою роботу.
"Для зірок, які дуже близькі і дуже яскраві, ми очікували, що ми знайдемо до кількох десятків планет розміром із Землею", - сказав Драгомир. "І ось ми - це було б нашим першим, і це є віхою для TESS. Він встановлює шлях для пошуку менших планет навколо ще менших зірок, і ці планети можуть бути житловими. "
Джерела:
- Дослідницька робота: ДОСТАВКИ ТЕССУ ПЛАНЕТУ ПЕРШОГО ЗЕМЛЯ І ПЛОТУВАННЯ ТЕПЛОГО
- Прес-реліз: TESS знайде свою першу планету Землі
- НАСА: Домашня сторінка TESS
