Скільки існує екзопланет? Не так давно ми не знали, чи є такі. Потім ми виявили кілька навколо пульсарів. Потім був запущений космічний корабель Kepler і він виявив ще пару тисяч. Зараз НАСА «TESS» (транзитний супутник дослідження екзопланет) працює, і нове дослідження прогнозує його результати.
Висновки Кеплера дали нам краще уявлення про типи та кількість планет в інших сонячних системах. Але Кеплер мав свої обмеження та власне зміщення вибірки через свої методи вимірювання. Кеплер також зосередився лише на одній невеликій ділянці неба, що становить близько 0,25% неба. Можливо, але не обов’язково ймовірність, що мала частина неба, яку зосередив Кеплер, не є представником більшого зразка.
TESS набагато відрізняється від Kepler, особливо в області неба, яку він охоплює. Він буде проводити всебічне опитування, а не опитування, зосереджене на невеликій частині неба. Новий мисливець на планету НАСА також зосередиться на найяскравіших зірках. Це тому, що його основна мета науки полягає в пошуку планет, більших за Нептун, які обертаються навколо яскравих зірок. Зірки повинні бути яскравими, щоб наступні спектроскопічні спостереження могли визначати маси планети та атмосферні композиції.
Незважаючи на те, що ми не маємо єдиної думки щодо поширеності екзопланет за розміром та орбітальним періодом, Кеплер показав нам, що екзопланети є загальними. Більшість зірок їх має. Але багато екзопланет, які виявив Кеплер, надзвичайно віддалені, від сотні до тисяч парсеків. Тож детальні подальші спостереження важко неможливі. Оскільки Тесс зосереджується на ближчих, яскравих зірках, ближчих до Землі, що полегшує подальші спостереження за іншими «областями», її результати повинні бути більш репрезентативними та точнішими при визначенні популяцій екзопланет.
Нове дослідження Томаса Барклая з НАСА та Університету Меріленда, Джошуа Пеппер з Університету Легі і Елізи Кінтани з НАСА прогнозувало результати TESS. Їх стаття була опублікована в The Astrophysical Journal. Троє дослідників використовували те, що ми знаємо про зоряну популяцію і що ми знаємо про популяції екзопланет у поєднанні з режимами спостереження TESS, щоб створити свої оцінки.
У їх моделюванні є три фактори:
- Моделювання зоряної популяції, яку спостерігатиме TESS.
- Репрезентативний зразок планет, що обертаються навколо цих зірок.
- Прогноз, скільки цих планет виявить TESS.
Їх оцінки називають «симуляцією врожайності», і це не перше, що придумали астрономи. Але перш ніж ми перейдемо до цифр, питання: навіщо нам заздалегідь знати, що знайде TESS?
Відповідь на це полягає в тому, щоб визначити, як може виглядати програма спостереження. Астрономи люблять планувати заздалегідь, оскільки спостереження за ресурсами дуже дороге. Вони не хочуть чекати, поки всі результати від TESS досягнуть, перш ніж подумати про наступні кроки. Або, можливо, вони просто схвильовані, як діти, в цукерковій історії. Трохи обох, напевно.
Barclay, Pepper і Quintana проводили симуляцію 300 разів, щоб прийти до прогнозованого врожаю. У їх результатах є багато деталей, пов’язаних із типом зірки, на якій орбіта планет, різним режимом спостереження, що використовується для виявлення планет, і як це все стосується подальших спостережень. Однак у коротшій формі, ось що, на думку трьох дослідників, знайде TESS під час запланованої дворічної місії:
- 14 000 загальних екзопланет
- 2100 з них будуть меншими за 4 радіуси Землі (4R), 280 з них менші за 2R
- 70 житлових планет, що обертаються навколо зірок червоних карликів, 9 з них менше 2R
- 10 Землеподібних світів менше 2R, які могли б бути в заселеній зоні зірки, як наше Сонце
Це дуже захоплююче перевезення. 14 000 екзопланет, з яких 10 можуть бути землеподібними світами в заселеній зоні такої зірки, як Сонце. Це не означає, що знайде TESS, але це має бути хорошим наближенням та інтригуючим. Тим більше, що на відміну від Кеплера, екзопланети TESS є головними мішенями для подальшого спостереження та характеристики.
Це не перше моделювання урожайності для TESS. Але це робиться з реальною, а не імітованою зоряною популяцією, тому вона повинна бути точнішою. Ще одне моделювання врожайності з 2015 року можна переглянути тут, а одне з 2017 року - тут.
Результати моделювання показують нам, що ми, швидше за все, знаходимо планети, подібні до Землі, у населених пунктах. Більшість з них будуть навколо орбіти червоних карликів, але невелика кількість повинна бути навколо зірок, схожих на Сонце. Це те, що всі хочуть знати.
Але, можливо, важливіше, що ці симуляції показують нам, що TESS буде виконувати свою мету: виявити велику кількість планет менших за Нептун, які можуть бути досліджені в наступних дослідженнях для визначення їх маси та атмосферного складу.
В обох випадках TESS знаходиться на шляху, щоб досягти певних результатів.
- Дослідницький документ: переглянутий вихід з екзопланети з транзитного супутника опитування екзопланет (TESS)
- Дослідницький документ: ПЕРЕХОДИВАННЯ ЕКСПЛАНЕТНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ: МОДЕЛЮВАННЯ ВИДАЛЕННЯ ПЛАНЕТІВ І АСТРОФІЗИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ ЛІЗА
- Дослідження: Моделювання виявлення планет для декількох можливих розширених місій TESS
- Науковий центр підтримки NASA TESS
- Огляд місії NASA Kepler
- Запис у Вікіпедії: TESS
