Το νέο τηλεσκόπιο κυνήγι πλανήτη της NASA, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), βρήκε τον πρώτο κόσμο σε μέγεθος Γης. Αν και ο πλανήτης μεγέθους της Γης, και ο καυτός σύντροφος του κάτω από τον Ποσειδώνα, παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά από τον TESS τον Ιανουάριο του 2019, χρειάζεται μέχρι τώρα να επιβεβαιωθεί η κατάστασή τους με επίγειες παρατηρήσεις παρακολούθησης. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στο The Astrophysical Journal Letters.
Όταν σχεδιάστηκε το TESS, η ιδέα ήταν να βρεθούν οι πιο υποσχόμενοι εξωπλανήτες κοντά στα πιο κοντινά και φωτεινά αστέρια. Αυτό θα διευκόλυνε τις παρατηρήσεις παρακολούθησης. Οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι το TESS θα βρει περίπου 300 εξωπλανήτες μεγέθους Γης ή Σούπερ Γης στη διετή αποστολή του. Έτσι η εύρεση του πρώτου είναι μεγάλη υπόθεση.
Το TESS είναι επιφορτισμένο με την εξεύρεση εξωπλανητών, αλλά όχι με κανέναν εξωπλανήτη. Η ιδέα πίσω από την αποστολή ήταν να βρεθούν τα μικρότερα μεγέθη γης. Ο προκάτοχος του TESS, το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler, βρήκε πολλούς εξωπλανήτες, αλλά οι περισσότεροι από αυτούς ήταν πολύ μεγαλύτεροι από τη Γη. Αυτό έχει νόημα, καθώς τα μεγαλύτερα είναι πιο εύκολο να βρεθούν.
«Είναι τόσο συναρπαστικό που το TESS, το οποίο ξεκίνησε πριν από περίπου ένα χρόνο, είναι ήδη ένα παιχνίδι αλλαγής στην επιχείρηση κυνήγι πλανητών».
Johanna Teske, Carnegie Institution for science.
«Είναι τόσο συναρπαστικό που το TESS, το οποίο ξεκίνησε πριν από περίπου ένα χρόνο, είναι ήδη ένα παιχνίδι αλλαγής παιχνιδιών στην επιχείρηση κυνήγι πλανητών», δήλωσε η Johanna Teske από το Ινστιτούτο Επιστήμης Carnegie, η οποία είναι δεύτερη συγγραφέας στο χαρτί. "Το διαστημικό σκάφος ερευνά τον ουρανό και συνεργαζόμαστε με την κοινότητα παρακολούθησης TESS για να επισημάνουμε δυνητικά ενδιαφέροντες στόχους για πρόσθετες παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια και όργανα."
Και οι δύο αυτοί νέοι πλανήτες βρίσκονται σε τροχιά γύρω από ένα πορτοκαλί αστέρι κύριας ακολουθίας που ονομάζεται HD 21749, περίπου 53 έτη φωτός από τη Γη και περίπου το 70% της μάζας του Ήλιου. Οι δύο πλανήτες είναι οι μόνοι γνωστοί πλανήτες σε αυτό το ηλιακό σύστημα. Το μέγεθος της Γης ονομάζεται HD 21749c, και ο καυτός πλανήτης υπο-Ποσειδώνα ονομάζεται HD 21749b.
Το Ινστιτούτο Επιστήμης Carnegie χαρακτηρίζει εξέχοντα αυτήν την ανακάλυψη επειδή είναι μέρος της κοινοπραξίας που λειτουργεί το Παρατηρητήριο Las Campanas στη Χιλή, όπου βρίσκονται τα Τηλεσκόπια Magellan. Το τηλεσκόπιο Magellan II έχει ένα μοναδικό όργανο συνδεδεμένο με αυτό που ονομάζεται PFS, ή Planet Finder Spectrograph, το οποίο αναπτύχθηκε από, και πρωτοστάτησε από, επιστήμονες που συμμετείχαν σε αυτήν τη μελέτη. Το PFS βοήθησε να επιβεβαιώσει αυτούς τους δύο πλανήτες και επίσης μέτρησε τη μάζα του HD 21749b, το υπο-Ποσειδώνα.
Η ομάδα χρησιμοποίησε το PFS για να επαληθεύσει τις ανακαλύψεις TESS επειδή το PFS βασίζεται στη μέθοδο ακτινικής ταχύτητας, η οποία επί του παρόντος είναι ο μόνος τρόπος προσδιορισμού της μάζας ενός μεμονωμένου εξωπλανήτη. Και αν δεν γνωρίζετε τη μάζα, τότε δεν μπορείτε να προσδιορίσετε την πυκνότητα ή τη σύνθεση του πλανήτη.
Το PFS βασίζεται στη βαρύτητα για τη μέτρηση της μάζας ενός εξωπλανήτη. Το αστέρι, σε αυτήν την περίπτωση το HD 21749, ασκεί ισχυρή επιρροή στους πλανήτες σε τροχιά γύρω από αυτό. Αλλά η βαρύτητα λειτουργεί αμφίδρομα. Η βαρυτική έλξη του πλανήτη προσδίδει μια μικρή ταλάντωση στο αστέρι, το οποίο μπορεί να ανιχνεύσει το PFS. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταλάντευση του ξενιστή, τόσο πιο ογκώδης είναι ο πλανήτης.
«Το PFS είναι ένα από τα μόνα όργανα στο Νότιο Ημισφαίριο που μπορούν να κάνουν αυτούς τους τύπους μετρήσεων», πρόσθεσε ο Teske. "Έτσι, θα είναι ένα πολύ σημαντικό μέρος του περαιτέρω χαρακτηρισμού των πλανητών που βρέθηκαν από την αποστολή TESS."
Διαφορετικές μέθοδοι παρατήρησης βρίσκουν διαφορετικούς τύπους πλανητών. Κάθε μέθοδος είναι προκατειλημμένη με τον δικό της τρόπο, και οι επιστήμονες το γνωρίζουν και το σχεδιάζουν. Στην περίπτωση του TESS, σχεδιάστηκε για να βρει πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από το αστέρι τους σχετικά γρήγορα, συνήθως σε λιγότερες από 10 ημέρες. Όταν το σκέφτεστε, μπορείτε να δείτε γιατί.
«Υπήρχε αρκετή δουλειά ντετέκτιβ, και οι σωστοί άνθρωποι ήταν εκεί τη σωστή στιγμή».
Diana Dragomir, επικεφαλής συγγραφέας, Mav's Kavli Institute for Astrophysics and Space Research
Εάν ένας πλανήτης χρειάζεται εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα για να περιστρέφεται γύρω από το αστέρι του, όπως για παράδειγμα ο Ουρανός, ο οποίος διαρκεί 84 χρόνια για την τροχιά του Ήλιου, τότε ίσως χρειαστεί να κοιτάξετε το αστέρι σε τροχιά για μεγάλο χρονικό διάστημα για να μπορέσετε να το εντοπίσετε. Εάν χρειάζονται μόνο 10 ημέρες, τότε δεν χρειάζεται να δεσμεύσετε πόρους παρατήρησης για πολύ καιρό για να τον εντοπίσετε.
Σε αυτήν την ανακάλυψη, το HD 21749b, έχει τη μεγαλύτερη τροχιακή περίοδο οποιουδήποτε από τους εξωπλανήτες TESS μέχρι στιγμής, σε περίπου 36 ημέρες. Λόγω του τρόπου λειτουργίας του TESS, αυτό δυσκολεύτηκε να διακρίνει τον υπο-Ποσειδώνα στα δεδομένα.
«Υπήρχε αρκετή δουλειά ντετέκτιβ και τα κατάλληλα άτομα ήταν εκεί τη σωστή στιγμή», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας Diana Dragomir του Ινστιτούτου Αστροφυσικής και Διαστημικής Έρευνας του MIT. «Αλλά ήμασταν τυχεροί και πιάσαμε τα σήματα, και ήταν πραγματικά ξεκάθαρα».
Ο υπο-Ποσειδώνας, HD 21749b, έχει περίπου 23 φορές τη μάζα της Γης και η ακτίνα του είναι περίπου 2,7 φορές αυτή της Γης. Η μετρούμενη πυκνότητα υποδηλώνει ότι ο πλανήτης δεν είναι βραχώδης και ότι έχει σημαντική ατμόσφαιρα. Αυτό μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να κατανοήσουν την ατμόσφαιρα σε αυτούς τους τύπους πλανητών.
Ωστόσο, παρόλο που η ανακάλυψη του υπο-Ποσειδώνα είναι συναρπαστική για επιστημονικούς λόγους, το αδελφό HD 21749c μπορεί να είναι πιο συναρπαστικό. Χρειάζονται μόλις οκτώ ημέρες για να τροχιάσουν το αστέρι και είναι πολύ πιο κοντά στο μέγεθος της Γης. Ωστόσο, η μέτρηση της μάζας και της πυκνότητας αυτού του πλανήτη δεν θα είναι εύκολη.
«Η μέτρηση της ακριβούς μάζας και της σύνθεσης ενός τόσο μικρού πλανήτη θα είναι δύσκολη, αλλά σημαντική για τη σύγκριση του HD 21749c με τη Γη», δήλωσε ο Sharon Wang, ένας από τους συγγραφείς της εφημερίδας. «Η ομάδα PFS της Carnegie συνεχίζει να συλλέγει δεδομένα για αυτό το αντικείμενο λαμβάνοντας υπόψη αυτόν τον στόχο.»
«Για αστέρια που είναι πολύ κοντά και πολύ φωτεινά, περιμέναμε να βρούμε έως και δώδεκα πλανήτες μεγέθους Γης».
Diana Dragomir, επικεφαλής συγγραφέας, Mav's Kavli Institute for Astrophysics and Space Research
Το TESS θα επιτρέψει στους αστρονόμους να κάνουν ακριβέστερες μετρήσεις από ό, τι έκανε ο Κέπλερ. Με το TESS, θα πρέπει να είναι σε θέση να μετρήσουν μια μάζα εξωπλανητών, την ατμοσφαιρική σύνθεση και άλλες ιδιότητες. Παρόλο που οι εξωπλανήτες και οι μικρότεροι εξωπλανήτες σε μέγεθος Γης, δεν είναι σπάνιοι στον Γαλαξία, έχουμε ακόμα πολλά να μάθουμε γι 'αυτούς.
Δεν μπορούμε ακόμη να περιγράψουμε με ακρίβεια την ποικιλομορφία τους. Είμαστε ακόμα στην αρχή, κάτι που είναι συναρπαστικό και αυτός ο ενθουσιασμός χτίζεται καθώς το TESS κάνει τη δουλειά του.
«Για αστέρια που είναι πολύ κοντά και πολύ φωτεινά, περιμέναμε να βρούμε έως και μερικές δωδεκάδες πλανήτες μεγέθους Γης», δήλωσε ο Dragomir. "Και εδώ είμαστε - αυτό θα ήταν το πρώτο μας και αποτελεί ορόσημο για το TESS. Θέτει το δρόμο για την εύρεση μικρότερων πλανητών γύρω από ακόμη μικρότερα αστέρια, και αυτοί οι πλανήτες ενδέχεται να είναι κατοικήσιμοι. "
Πηγές:
- Ερευνητικό έγγραφο: Το TESS ΠΑΡΑΔΟΣΕΙ ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΠΛΑΝΗΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΣΤΗ ΓΗ ΚΑΙ ΜΙΑ ΘΕΡΜΙΚΗ ΥΠΕΡ-ΝΕΠΤΟΝ
- Δελτίο Τύπου: Το TESS βρίσκει τον πρώτο πλανήτη με μέγεθος γης
- NASA: Ιστοσελίδα TESS
