Πόσους εξωπλανήτες υπάρχουν; Όχι πολύ καιρό πριν, δεν ξέραμε αν υπήρχαν. Στη συνέχεια, εντοπίσαμε μερικά γύρω από τα πάλσαρ. Στη συνέχεια, το διαστημικό σκάφος Kepler κυκλοφόρησε και ανακάλυψε μερικές χιλιάδες ακόμη. Τώρα το TESS της NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) λειτουργεί και μια νέα μελέτη προβλέπει τα ευρήματά της.
Τα ευρήματα του Kepler μάς έδωσαν μια καλύτερη ιδέα για τους τύπους και τον αριθμό των πλανητών σε άλλα ηλιακά συστήματα. Αλλά ο Κέπλερ είχε τους περιορισμούς του και τη δική του δειγματοληψία λόγω των μεθόδων μέτρησης. Ο Κέπλερ επικεντρώθηκε επίσης μόνο σε μια μικρή περιοχή του ουρανού, που περιλαμβάνει περίπου το 0,25% του ουρανού. Είναι πιθανό, αλλά όχι απαραίτητα πιθανό, ότι το μικρό μέρος του ουρανού στον οποίο επικεντρώθηκε ο Κέπλερ δεν είναι αντιπροσωπευτικό ενός μεγαλύτερου δείγματος.
Το TESS είναι πολύ διαφορετικό από το Kepler, ειδικά στην περιοχή του ουρανού που καλύπτει. Θα πραγματοποιήσει μια έρευνα σε όλο τον ουρανό, παρά μια έρευνα που θα εστιάζεται σε ένα μικρό μέρος του ουρανού. Ο νέος κυνηγός πλανήτη της NASA θα επικεντρωθεί επίσης στα πιο λαμπερά αστέρια. Αυτό συμβαίνει επειδή ο πρωταρχικός της επιστημονικός στόχος είναι να βρει πλανήτες μεγαλύτερους από τον Ποσειδώνα που περιστρέφονται σε φωτεινά αστέρια. Τα αστέρια πρέπει να είναι φωτεινά έτσι ώστε οι φασματοσκοπικές παρατηρήσεις παρακολούθησης να μπορούν να καθορίσουν τις πλανητικές μάζες και τις ατμοσφαιρικές συνθέσεις.
Παρόλο που δεν έχουμε συναίνεση σχετικά με το πόσο συνηθισμένοι είναι οι εξωπλανήτες όσον αφορά το μέγεθος και τις τροχιακές περιόδους, ο Κέπλερ μας έδειξε ότι οι εξωπλανήτες είναι συνηθισμένοι. Τα περισσότερα αστέρια τα έχουν. Αλλά πολλοί από τους εξωπλανήτες που βρήκε ο Κέπλερ είναι εξαιρετικά μακρινές, από εκατοντάδες έως χιλιάδες parsecs μακριά. Έτσι, οι λεπτομερείς παρατηρήσεις παρακολούθησης είναι δύσκολο και αδύνατο. Δεδομένου ότι η Tess επικεντρώνεται σε πιο κοντά, φωτεινότερα αστέρια πιο κοντά στη Γη, διευκολύνοντας τις παρατηρήσεις παρακολούθησης με άλλα «εύρη», τα αποτελέσματά της θα πρέπει να είναι πιο αντιπροσωπευτικά και πιο ακριβή στον προσδιορισμό των πληθυσμών των εξωπλανητών.
Μια νέα μελέτη από τον Thomas Barclay της NASA και το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, τον Joshua Pepper στο Πανεπιστήμιο Lehigh και την Elisa Quintana της NASA, προέβλεψε τα αποτελέσματα του TESS. Η εφημερίδα τους δημοσιεύτηκε στο The Astrophysical Journal. Οι τρεις ερευνητές χρησιμοποίησαν ό, τι γνωρίζουμε για τον αστρικό πληθυσμό και ό, τι γνωρίζουμε για τους πληθυσμούς εξωπλανητών, σε συνδυασμό με τους τρόπους παρατήρησης του TESS, για να παρουσιάσουν τις εκτιμήσεις τους.
Υπάρχουν τρεις παράγοντες στην προσομοίωσή τους:
- Μια προσομοίωση του αστρικού πληθυσμού που θα παρατηρήσει το TESS.
- Ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα πλανητών σε τροχιά γύρω από αυτά τα αστέρια.
- Μια πρόβλεψη για τον αριθμό των πλανητών που θα ανιχνεύσει το TESS.
Οι εκτιμήσεις τους ονομάζονται «προσομοίωση απόδοσης» και δεν είναι η πρώτη με την οποία έχουν ασχοληθεί οι αστρονόμοι. Αλλά πριν φτάσουμε στους αριθμούς, μια ερώτηση: Γιατί πρέπει να ξέρουμε εκ των προτέρων τι θα βρει το TESS;
Η απάντηση σε αυτό είναι να ξεκινήσετε το πώς θα μπορούσε να μοιάζει ένα πρόγραμμα παρακολούθησης παρακολούθησης. Οι αστρονόμοι επιθυμούν να προγραμματίσουν μπροστά, αφού η παρατήρηση των πόρων είναι τόσο αγαπητή. Δεν θέλουν να περιμένουν μέχρι να φτάσουν όλα τα αποτελέσματα από το TESS προτού σκεφτούν τα επόμενα βήματα. Ή μήπως είναι απλά ενθουσιασμένοι σαν τα παιδιά σε μια ιστορία καραμελών. Λίγο και τα δύο, πιθανώς.
Οι Barclay, Pepper και Quintana έκαναν την προσομοίωσή τους 300 φορές για να παρουσιάσουν την προβλεπόμενη απόδοση τους. Υπάρχουν πολλές λεπτομέρειες στα αποτελέσματά τους που σχετίζονται με τον τύπο του αστεριού σε τροχιά των πλανητών, τη διαφορετική λειτουργία παρατήρησης που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση των πλανητών και τον τρόπο με τον οποίο όλα αυτά σχετίζονται με τις παρατηρήσεις παρακολούθησης. Αλλά με μια πιο σύντομη μορφή, εδώ πιστεύουν οι τρεις ερευνητές ότι το TESS θα βρει κατά την προγραμματισμένη διετή αποστολή του:
- 14.000 συνολικά εξωπλανήτες
- 2100 από αυτές θα είναι μικρότερες από 4 γήινη ακτίνα (4R), 280 από αυτές μικρότερες από 2R
- 70 κατοικήσιμοι πλανήτες σε τροχιά γύρω από κόκκινα αστέρια νάνων, 9 εκ των οποίων είναι μικρότεροι από 2R
- 10 Γήινοι κόσμοι μικρότεροι από 2R που θα μπορούσαν να βρίσκονται στην κατοικήσιμη ζώνη ενός αστεριού όπως ο Ήλιος μας
Αυτή είναι μια πολύ συναρπαστική ανάσυρση. 14.000 εξωπλανήτες, εκ των οποίων οι 10 θα μπορούσαν να είναι γήινοι κόσμοι στην κατοικήσιμη ζώνη ενός αστεριού όπως ο Ήλιος. Δεν σημαίνει ότι αυτό θα βρει το TESS, αλλά θα πρέπει να είναι μια καλή προσέγγιση και μια ενδιαφέρουσα. Ειδικά επειδή, σε αντίθεση με τον Kepler, οι εξωπλανήτες του TESS είναι πρωταρχικοί στόχοι για περαιτέρω παρατήρηση και χαρακτηρισμό.
Αυτή δεν είναι η πρώτη προσομοίωση απόδοσης για το TESS. Αλλά αυτό γίνεται με πραγματικό και όχι με προσομοιωμένο αστρικό πληθυσμό, οπότε θα πρέπει να είναι πιο ακριβές. Μια άλλη προσομοίωση απόδοσης από το 2015 μπορεί να προβληθεί εδώ και μία από το 2017 εδώ.
Οι αποδόσεις προσομοίωσης μάς δείχνουν ότι είναι πιθανό να βρούμε πλανήτες σαν τη Γη σε κατοικήσιμες ζώνες. Τα περισσότερα από αυτά θα είναι σε τροχιά γύρω από κόκκινους νάνους, αλλά ένας μικρός αριθμός θα πρέπει να είναι γύρω από αστέρια σαν τον Ήλιο. Αυτό θέλουν όλοι να γνωρίζουν.
Αλλά ίσως το πιο σημαντικό, αυτές οι προσομοιώσεις μας δείχνουν ότι το TESS θα επιτύχει τον στόχο της αποστολής του: να εντοπίσει μια αφθονία πλανητών μικρότερων από τον Ποσειδώνα που μπορούν να εξεταστούν σε μελέτες παρακολούθησης για τον προσδιορισμό των μαζών τους και των ατμοσφαιρικών μακιγιάζ τους.
Και στις δύο περιπτώσεις, το TESS βρίσκεται σε καλό δρόμο για να προσφέρει μερικά σταθερά αποτελέσματα.
- Ερευνητικό έγγραφο: Μια αναθεωρημένη απόδοση του εξωπλανήτη από τον δορυφόρο έρευνας διαμετακόμισης εξωπλανήτη (TESS)
- Ερευνητικό Έγγραφο: Ο ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΕΞΕΛΛΑΝΤΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ: ΠΡΟΣΟΧΗ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΩΝ ΠΛΑΝΕΤ ΚΑΙ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΕΣ ΛΑΘΟΣ ΘΕΤΙΚΕΣ
- Ερευνητικό έγγραφο: Προσομοιώσεις ανίχνευσης πλανητών για πολλές πιθανές εκτεταμένες αποστολές TESS
- NASA TESS Επιστημονικό Κέντρο Υποστήριξης
- Επισκόπηση της αποστολής της NASA Kepler
- Καταχώριση Wikipedia: TESS
