NASA-in novi teleskop za lov na planete, TESS (transiting Exoplanet Survey Satellite), upravo je pronašao svoj prvi svijet veličine Zemlje. Iako je TESS prvi put promatrao planet veličine Zemlje i njegovog vrućeg suputnika pod Neptunom u siječnju 2019., do sada je trebalo potvrditi njihov status naknadnim promatranjima na zemlji. Otkriće je objavljeno u The Astrophysical Journal Letters.
Kada je TESS planiran, ideja je bila pronaći najperspektivnije egzoplanete u blizini najbližih i najsjajnijih zvijezda. To bi znatno olakšalo naknadna opažanja. Znanstvenici su izračunali da će TESS pronaći oko 300 veličine Zemlje ili Veličine super Zemlje egzoplaneta u svojoj dvogodišnjoj misiji. Stoga je pronalazak prvoga velika stvar.
TESS ima zadatak pronaći egzoplanete, ali ne bilo koje egzoplanete. Ideja iza misije bila je da pronađite one manje veličine Zemlje . TESS-ov prethodnik, svemirski teleskop Kepler, pronašao je mnogo egzoplaneta, ali većina njih bila je mnogo veća od Zemlje. To ima smisla jer je lakše pronaći veće.
“Tako je uzbudljivo da TESS, koji je lansiran prije otprilike godinu dana, već mijenja igru u poslu s lovom na planete.”
Johanna Teske, Carnegie institut za znanost.
“Tako je uzbudljivo da TESS, koji je lansiran prije otprilike godinu dana, već mijenja igru u lovu na planete”, rekla je Johanna Teske s Carnegie Science Institutea, koja je drugi autor rada. 'Svemirska letjelica istražuje nebo, a mi surađujemo sa zajednicom za praćenje TESS-a kako bismo označili potencijalno zanimljive ciljeve za dodatna promatranja pomoću zemaljskih teleskopa i instrumenata.'
Oba ova novootkrivena planeta kruže oko narančaste zvijezde glavnog niza zvane HD 21749, udaljene oko 53 svjetlosne godine od Zemlje i oko 70% mase Sunca. Dva su planeta jedini poznati planeti u tom Sunčevom sustavu. Planeta veličine Zemlje zove se HD 21749c, a vruća planeta sub-Neptuna zove se HD 21749b.
Institut za znanost Carnegie zauzima istaknuto mjesto u ovom otkriću jer su dio konzorcija koji upravlja opservatorijom Las Campanas u Čileu, gdje Magellanovi teleskopi nalaze se. Teleskop Magellan II ima jedinstveni instrument vezan uz njega nazvan PFS, ili Planet Finder Spectrograph, koji su razvili znanstvenici uključeni u ovu studiju, a pioniri su bili. PFS je pomogao potvrditi ova dva planeta, a također je izmjerio masu HD 21749b, sub-Neptuna.
Magellanovi teleskopi u zvjezdarnici Las Campanas, Čile. Zasluge slike: Jan Skowron – Vlastiti rad, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=32278583
Tim je koristio PFS za provjeru TESS otkrića jer se PFS oslanja na metodu radijalne brzine, koja je trenutno jedini način za određivanje mase pojedinog egzoplaneta. A ako ne znate masu, onda ne možete odrediti gustoću ili sastav planeta.
PFS se oslanja na gravitaciju za mjerenje mase egzoplaneta. Zvijezda, u ovom slučaju HD 21749, ima snažan utjecaj na planete koji kruže oko nje. Ali gravitacija djeluje u oba smjera. Gravitacijsko privlačenje planeta daje neznatno njihati se zvijezda, koju PFS može otkriti. Što je veće njihanje zvijezde domaćina, to je planet masivniji.
“PFS je jedan od rijetkih instrumenata na južnoj hemisferi koji može izvršiti ove vrste mjerenja”, dodao je Teske. 'Dakle, to će biti vrlo važan dio daljnjeg karakteriziranja planeta pronađenih misijom TESS.'
Različite metode promatranja pronalaze različite vrste planeta. Svaka metoda je pristrana na svoj način, a znanstvenici to znaju i planiraju. U slučaju TESS-a, dizajniran je da pronađe planete koji kruže oko svoje zvijezde relativno brzo, obično za manje od 10 dana. Kad razmislite, možete vidjeti zašto.
'Bilo je uključeno dosta detektivskog posla, a pravi ljudi su bili tamo u pravo vrijeme.'
Diana Dragomir, glavna autorica, Kavli institut za astrofiziku i svemirska istraživanja MIT-a
Ako je planetu potrebno iznimno dugo vremena da kruži oko svoje zvijezde, poput Urana, na primjer, kojem su potrebne 84 godine da kruži oko Sunca, možda ćete morati dugo gledati u zvijezdu oko koje kruži prije nego što je možete otkriti. Ako je potrebno samo 10 dana, onda ne morate dugo vezati promatračke resurse da biste ga otkrili.
U ovom otkriću, HD 21749b, ima najduži orbitalni period od svih TESS egzoplaneta do sada, oko 36 dana. Zbog načina na koji TESS radi, to je otežalo razaznavanje sub-Neptuna u podacima.
'Bilo je uključeno dosta detektivskog posla, a pravi ljudi su bili tamo u pravo vrijeme', rekla je glavna autorica Diana Dragomir s Kavli instituta za astrofiziku i svemirska istraživanja MIT-a. 'Ali imali smo sreće, uhvatili smo signale i bili su zaista jasni.'
Sub-Neptun, HD 21749b, ima oko 23 puta veću masu od Zemljine, a njegov polumjer je oko 2,7 puta veći od Zemljine. Izmjerena gustoća sugerira da planet nije kamenit i da ima značajnu atmosferu. To bi moglo pomoći astronomima da razumiju atmosferu na ovim vrstama planeta.
No, iako je otkriće sub-Neptuna uzbudljivo iz znanstvenih razloga, njegov brat HD 21749c mogao bi biti uzbudljiviji. Za obilazak zvijezde potrebno je samo osam dana, a mnogo je bliže Zemljinoj veličini. Međutim, mjerenje mase i gustoće ovog planeta neće biti lako.
Umjetnička ilustracija Transiting Exoplanet Survey Satellite. Zasluge: NASA Goddard Space Flight Center
“Mjerenje točne mase i sastava tako malog planeta bit će izazovno, ali važno za usporedbu HD 21749c sa Zemljom”, rekla je Sharon Wang, jedna od autorica rada. 'Carnegiejev PFS tim nastavlja prikupljati podatke o ovom objektu s tim ciljem na umu.'
'Za zvijezde koje su vrlo blizu i vrlo svijetle, očekivali smo da ćemo pronaći do nekoliko desetaka planeta veličine Zemlje.'
Diana Dragomir, glavna autorica, Kavli institut za astrofiziku i svemirska istraživanja MIT-a
TESS će omogućiti astronomima da naprave točnija mjerenja od Keplera. S TESS-om bi trebali moći mjeriti masu egzoplaneta, sastav atmosfere i druga svojstva. Iako egzoplaneti i manji egzoplaneti veličine Zemlje nisu rijetki u Mliječnoj stazi, još uvijek imamo puno toga za naučiti o njima.
Još ne možemo točno opisati njihovu raznolikost. Još smo na početku, što je uzbudljivo, a to uzbuđenje raste dok TESS radi svoj posao.
'Za zvijezde koje su vrlo blizu i vrlo svijetle, očekivali smo da ćemo pronaći do nekoliko desetaka planeta veličine Zemlje', rekao je Dragomir. “I evo nas – ovo bi nam bio prvi, i to je prekretnica za TESS. Postavlja put za pronalaženje manjih planeta oko čak i manjih zvijezda, a ti planeti potencijalno mogu biti nastanjivi.”
Izvori:
- Znanstveni rad: TESS ISPORUČAVA SVOJ PRVI PLANET VELIČINE ZEMLJE I TOPLI PODNEPTUN
- Priopćenje za javnost: TESS pronalazi svoj prvi planet veličine Zemlje
- NASA: TESS Početna stranica