Suuresti tänu Kepleri kosmoseteleskoop, on kinnitatud väliste planeetide arv viimasel kümnendil hüppeliselt kasvanud. Ja järgmise põlvkonna missioonidega nagu Exoplaneti uuringu satelliidi transiit (TESS) juba orbiidil avastatakse kogu aeg rohkem kandidaate ja kinnitatud planeete - ka paljud neist on uued ja põnevad!
Tegelikult hõlmab üks TESS-i uusimaid avastusi kolme planeedi süsteem, mis tiirleb ümber tähe (L 98-59), mis asub Maast umbes 35 valgusaasta kaugusel. Üks planeetidest, mida tuntakse numbrina L 98-59b, asub Maa ja Marsi suuruste vahel - muutes selle tegelikult väikseimaks TESS-i poolt seni avastatud eksoplaneediks. Avastus rõhutab ka TESS-i keerukust ja kahekordistab väikeste eksoplaneetide arvu, mida peetakse järeluuringute vääriliseks.
Avastust kirjeldav paber ilmus ajakohastatud versiooni viimases numbris Astrofüüsikaline ajakiri. Avastuse taga olnud rahvusvahelisse meeskonda kuulusid mitmed NASA teadlased, samuti teadlased Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskusest, Kavli astrofüüsika ja kosmoseuuringute instituudist ning mitmest ülikoolist ja observatooriumist kogu maailmast.
NASA Goddardi kosmoselennukeskuse ja SETI instituudi astrofüüsik Veselin Kostov oli avastuspaberi juhtiv autor. Nagu ta selgitas NASA hiljutises pressiteates:
„Avastus on TESS-i jaoks suur tehniline ja teaduslik saavutus. Väikeste planeetide atmosfääriuuringute jaoks vajate eredate tähtede ümber lühikesi orbiite, kuid selliseid planeete on keeruline tuvastada. Sellel süsteemil on potentsiaali põnevateks uuringuteks tulevikus. ”
Nagu nimigi tõendab, peab TESS jahti eksoplaneetide jaoks, kasutades meetodit, mida tuntakse kui transiidifotomeetriat (ehk transiidimeetodit). See hõlmab kaugete tähtede vaatlemist valgustuse järskude languste korral, mis on märgid planeedi liikumisest vaatleja suhtes tähe ees (st läbivalt). Vaadeldades languste ulatust ja sagedust, on teadlastel võimalik kindlaks teha planeetide olemasolu, samuti nende orbitaalperiood ja suurus.
Kui see meetod on praegu kõige tõhusam viis eksoplaneetide tuvastamiseks ja kinnitamiseks, moodustab see 3087-st seni avastatud enam kui 4000-st. Kuid see pole eriti efektiivne, kui on vaja märgata väiksemaid kiviseid planeete nagu Maa. See, et TESS suutis leida mitte ühe, vaid kolm kivist planeeti, mis tiirutavad ümber L 98-59, on selle instrumentide tundlikkuse ja võimekuse tunnistus.
Need planeedid (mis on tähistatud tähtedega L 98-59b, c ja d) on umbes 0,8, 1,4 ja 1,6 korda suuremad kui Maa ja tiirlevad nende tähe ümber väga kiiresti, vastavalt 2,25, 3,7 ja 7,45 päeva. Nagu NASA Goddardi ja Marylandi ülikooli kaasautor ja astrofüüsik Jonathan Brande selgitas:
„Kui teie süsteemis tiirleb rohkem kui üks planeet, saavad nad üksteisega gravitatsiooniliselt suhelda. TESS jälgib L 98-59 piisavalt sektorites, et see suudab tuvastada planeete, mille orbiidid on umbes 100 päeva. Kuid kui meil tõesti veab, võime näha avastamata planeetide gravitatsioonilist mõju neile, keda me praegu tunneme. ”
Kuigi L 98-59b esindab uut TESS-i rekordit, olles umbes 10% väiksem kui eelmine rekordiomanik, kelle ta avastas, pole see väikseim seni avastatud eksoplaneet. See rekord läheb Kepler-37b-le, kivisele eksoplaneedile, mis asub Maast umbes 210 valgusaasta kaugusel, on vaid umbes kolmandik Maa suurusest ja 20% suurem kui Kuu.
L 98-59b avastus on aga veelgi muljetavaldavam, kui võtta arvesse asjaolu, et see tiirleb ümber M-tüüpi (punase kääbuse) tähe, mis on umbes kolmandik meie Päikese suurusest ja massist. See täht on märkimisväärselt vähem hele kui Kepler-37, mis on G-tüüpi (kollane kääbus) täht - sarnane meie Päikesega - kuigi L 98-59 on eriti hele, kui punane kääbus läheb.
Koos asjaoluga, et see asub suhteliselt lähedal meie Päikesesüsteemile, muudab kolme planeedi süsteemi L 98-59 ümbruse avastamine selle atraktiivseks kandidaadiks järelvaatlustele. M-tüüpi tähed on universumis kõige levinum tüüp, moodustades ainult neljandikku tähtedest Linnuteel.
Hiljutised uuringud on ka leidnud, et need võivad olla kõige tõenäolisem koht tähe asustamistsoonis orbiidil tiirlevate kiviste planeetide leidmiseks. Seetõttu soovivad teadlased rohkem teada saada seda tüüpi tähtede ümber moodustuvate planeetesüsteemide kohta. Nende hulka kuulub see, kas kivised planeedid, mis tiirlevad punastel kääbustel, suudaksid säilitada oma atmosfääri, arvestades nende poolt tekitatava kiirguse hulka.
Kahjuks ei tiirle ükski neist planeetidest L 98–59 asustamistsoonis. Tegelikult võtab L 98-59b oma vanematähest kaugel koguni kakskümmend kaks korda suurema kiirgusenergia koguse, kui Maa saab Päikeselt. Samal ajal saavad L 98-59c ja d vastavalt umbes üksteist ja neli korda rohkem kiirgust kui Maa.
Kuid kõik need hõivavad Veenuse tsooni - vahemiku vahemikku, kus Maa-sarnase atmosfääriga planeedil võib tekkida põgenev kasvuhooneefekt, muutes selle seega Veenuse-sarnaseks atmosfääriks. Oma suuruse põhjal võiks L 98-59d olla kas Veenuse-sarnane maailm või mini-Neptuun - see kivine südamik, mida ümbritseb tihe gaasiline ümbrik.
Olenemata sellest, on endiselt võimalus, et need planeedid võivad olla potentsiaalselt elamiskõlblikud ning käimasolevad uuringud vastavad elulistele küsimustele nende ja teiste kiviste maailmade kohta, mis tiirlevad läheduses asuvate punaste kääbuste ümber - näiteks Proxima b ja t
„Kui vaataksime Päikest L 98–59, viiksid Maa ja Veenuse transiitveod meid mõttele, et planeedid on peaaegu identsed, kuid me teame, et neid pole. Meil on endiselt palju küsimusi selle kohta, miks Maa sai elamiskõlblikuks ja Veenus mitte. Kui suudame leida ja uurida sarnaseid näiteid teiste tähtede ümber, näiteks L 98-59, võime potentsiaalselt osa neist saladustest avada. ”
Õnneks on TESS-il võimalus enne süsteemi lõppu süsteemi veel mitu korda jälgida. Praegu jälgib TESS 27 päeva korraga lõunataeva 24 x 96-kraadiseid piirkondi (aka sektorid). Kui tema esimene vaatlusaasta juulis lõpeb, on L 98-59 süsteem ilmunud lõunataeva moodustavast 13 sektorist seitsmes.
Loodetavasti annab see astronoomidele aega täpsustada, mida nad nende kolme kinnitatud planeedi kohta teavad, ja võib-olla leida selles süsteemis rohkem maailmu. Arvestades, et kõik kolm orbiidi tähe staatuses on Veenuse tsoon, oleks kõik, mis tiirleb kaugemal, tõenäoliselt selle asustatavas tsoonis.
Need tähelepanekud lähevad ka kaugele, et luua läheduses asuvate heledate tähtede ümber kiviste planeetide kataloog. Kui James Webbi kosmoseteleskoop (JWST) jõuab kosmosesse 2021. aastal, kasutab ta oma täiustatud infrapuna pildistamise võimalusi nende planeetide atmosfääri kohta teabe kogumiseks ja nende iseloomustamiseks.
Kuna neljast TRAPPIST-1 maailmast tiirleb nende tähe HZ piires, peetakse neid peamiseks kandidaadiks. Kostovi meeskond arvab, et ka L 98-59 on planeedid. Need ühised jõupingutused viivad meid tõhusamalt ühe sammu lähemale sellele, et teha kindlaks, kas meie kosmilises naabruses leidub asustatavaid planeete.
