Najvećim dijelom hvala na Svemirski teleskop Kepler , broj potvrđenih ekstrasolarnih planeta eksponencijalno je porastao u posljednjem desetljeću. I s misijama sljedeće generacije poput Tranzitni satelit za istraživanje egzoplaneta (TESS) već u orbiti, sve se vrijeme otkriva sve više kandidata i potvrđenih planeta – od kojih su mnogi također novi i uzbudljivi!
Zapravo, jedno od najnovijih otkrića TESS-a uključuje sustav od tri planeta koji kruži oko zvijezde (L 98-59) koja se nalazi otprilike 35 svjetlosnih godina od Zemlje. Jedan od planeta, poznat kao L 98-59b , je između veličine Zemlje i Marsa – što ga čini najmanjim egzoplanetom koji je TESS otkrio do danas. Otkriće također naglašava sofisticiranost TESS-a i udvostručuje broj malih egzoplaneta koji se smatraju vrijednima daljnjih studija.
Rad koji opisuje otkriće pojavio se u najnovijem broju časopisa The Astrophysical Journal . Međunarodni tim koji stoji iza otkrića uključivao je više NASA-inih znanstvenika, kao i istraživače iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku, Kavli instituta za astrofiziku i svemirska istraživanja te više sveučilišta i zvjezdarnica iz cijelog svijeta.
Veselin Kostov, astrofizičar u NASA-inom centru za svemirske letove Goddard i Institutu SETI, bio je glavni autor otkrića. Kako je objasnio u nedavnoj NASA-i priopćenje za javnost :
“Otkriće je veliko inženjersko i znanstveno postignuće za TESS. Za atmosferske studije malih planeta potrebne su vam kratke orbite oko svijetlih zvijezda, ali takve je planete teško otkriti. Ovaj sustav ima potencijal za fascinantne buduće studije.”
Kao što ime potvrđuje, TESS lovi egzoplanete koristeći metodu poznatu kao Tranzitna fotometrija (aka. Tranzitna metoda). To uključuje promatranje udaljenih zvijezda zbog iznenadnih padova u osvjetljenju, što je pokazatelj da planet prolazi ispred zvijezde (tj. tranzitira) u odnosu na promatrača. Promatrajući opseg i učestalost padova, znanstvenici mogu utvrditi postojanje planeta, kao i njihov orbitalni period i veličinu.
Iako je ova metoda trenutno najučinkovitiji način otkrivanja i potvrđivanja egzoplaneta, računanje 3087 od preko 4000 koji su do sada otkriveni. Međutim, nije baš učinkovit kada je u pitanju uočavanje manjih, stjenovitih planeta poput Zemlje. Činjenica da je TESS uspio pronaći ne jedan, već tri stjenovita planeta koji kruže oko L 98-59 svjedoči o osjetljivosti i sposobnosti njegovih instrumenata.
Tri planeta otkrivena u sustavu L98-59 od strane NASA-inog Transiting Exoplanet Survey Satellite uspoređena su s Marsom i Zemljom prema rastućoj veličini na ovoj ilustraciji. Zasluge: NASA-in centar za svemirske letove Goddard
Ovi planeti (koji su označeni kao L 98-59b, c i d) su oko 0,8, 1,4 i 1,6 puta veći od Zemlje i kruže oko svoje zvijezde vrlo brzo s periodom od 2,25, 3,7, odnosno 7,45 dana. Kao Jonathan Brande, koautor i astrofizičar u NASA-i Goddard i Sveučilištu Maryland, objasnio :
“Ako imate više od jednog planeta koji kruži u sustavu, oni mogu gravitacijsko komunicirati jedan s drugim. TESS će promatrati L 98-59 u dovoljno sektora da bi mogao otkriti planete s orbitama oko 100 dana. Ali ako nam se baš posreći, mogli bismo vidjeti gravitacijske učinke neotkrivenih planeta na one koje trenutno poznajemo.”
Dok L 98-59b predstavlja novi rekord za TESS, budući da je oko 10% manji od prethodnog rekordera koji je otkrio, to nije najmanji egzoplanet otkriven do danas. Taj zapis ide u Kepler-37b , stjenoviti egzoplanet koji se nalazi oko 210 svjetlosnih godina od Zemlje i koji je samo oko jedne trećine veličine Zemlje i 20% veći od Mjeseca.
Međutim, otkriće L 98-59b postaje još impresivnije kada se uzme u obzir činjenica da kruži oko zvijezde M tipa (crveni patuljak) koja je otprilike jedna trećina veličine i mase našeg Sunca. Ova zvijezda je znatno manje sjajna od Keplera-37, koji je zvijezda G-tipa (žuti patuljak) – slična našem Suncu – iako je L 98-59 posebno sjajan kao crveni patuljak.
U kombinaciji s činjenicom da se nalazi relativno blizu našeg Sunčevog sustava, otkriće sustava s tri planeta oko L 98-59 čini ga privlačnim kandidatom za naknadna promatranja. Zvijezde M-tipa najčešći su tip u Svemiru, čineći tri četvrtine zvijezda samo u Mliječnoj stazi.
Nedavna istraživanja također su otkrila da bi oni mogli biti najvjerojatnije mjesto za pronalaženje stjenovitih planeta ta orbita unutar nastanjive zone zvijezde. Zbog toga su znanstvenici željni saznati više o planetarnim sustavima koji se formiraju oko ove vrste zvijezda. To uključuje hoće li stjenoviti planeti koji kruže oko crvenih patuljaka moći zadržati svoju atmosferu s obzirom na količinu zračenja kojoj bi bili izloženi.
Nažalost, niti jedan od ovih planeta ne orbitira unutar nastanjive zone L 98-59s. Zapravo, na svojoj udaljenosti od matične zvijezde, L 98-59b prima čak dvadeset i dva puta veću količinu energije zračenja koju Zemlja dobiva od Sunca. U međuvremenu, L 98-59c i d primaju oko jedanaest odnosno četiri puta više zračenja od Zemlje.
Međutim, sve ovo zauzima “ Zona Venere “, raspon udaljenosti na kojima bi planet s atmosferom nalik Zemlji mogao doživjeti odbjegli efekt staklenika, pretvarajući ga tako u atmosferu nalik Veneri. Na temelju svoje veličine, L 98-59d bi mogao biti ili svijet sličan Veneri ili mini-Neptun – što je stjenovita jezgra okružena gustom plinovitom ovojnicom.
Umjetnička ilustracija Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Zasluge: NASA Goddard Space Flight Center
Bez obzira na to, još uvijek postoji šansa da bi ti planeti mogli biti potencijalno nastanjivi, a tekuća istraživanja će odgovoriti na vitalna pitanja o ovim i drugim stjenovitim svjetovima koji kruže oko obližnjih crvenih patuljaka – kao što su Sljedeći b i sustavi sa sedam planeta TRAPPIST-1 . Kao Joshua Schlieder, astrofizičar u NASA-i Goddard i koautor rada, naznačeno :
“Kada bismo Sunce promatrali s L 98-59, tranziti Zemlje i Venere bi nas naveli na pomisao da su planeti gotovo identični, ali znamo da nisu. Još uvijek imamo mnogo pitanja o tome zašto je Zemlja postala nastanjiva, a Venera ne. Ako uspijemo pronaći i proučiti slične primjere oko drugih zvijezda, poput L 98-59, potencijalno možemo otključati neke od tih tajni.”
Srećom, TESS će do kraja mjeseca imati priliku još mnogo puta promatrati sustav. Trenutačno TESS prati 24 x 96 stupnjeva južnog neba (tzv. sektori) tijekom 27 dana. Kada se završi prva godina promatranja ovog srpnja, sustav L 98-59 pojavit će se u sedam od 13 sektora koji čine južno nebo.
Nadamo se da će to astronomima dati vremena da preciziraju ono što znaju o ova tri potvrđena planeta, a možda i da pronađu više svjetova u tom sustavu. S obzirom na to da sve tri kruže oko zvijezdine 'zone Venere', sve što kruži izvan nje vjerojatno bi se nalazilo u njegovoj nastanjivoj zoni.
Umjetnička ilustracija kako bi sustav TRAPPIST-1 mogao izgledati s gledišta blizu planeta TRAPPIST-1f (desno). Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Ova zapažanja također će uvelike pomoći uspostavljanju kataloga stjenovitih planeta oko obližnjih svijetlih zvijezda. Kada svemirski teleskop James Webb (JWST) ode u svemir 2021. godine, koristit će svoje napredne infracrvene mogućnosti snimanja kako bi prikupio informacije o atmosferi ovih planeta i okarakterizirao ih.
Budući da četiri svijeta TRAPPIST-1 kruže unutar HZ-a svoje zvijezde, oni se smatraju glavnim kandidatima. Kostovljev tim sugerira da su i planeti L 98-59 također. Ovi združeni napori će nas učinkovito dovesti korak bliže utvrđivanju postoje li nastanjivi planeti u našem kozmičkom susjedstvu.
Daljnje čitanje: NASA