NASA uus planeetide jahi teleskoop TESS (Exit Planet Survey Satellite) leidis just oma esimese Maa suuruse maailma. Ehkki TESS vaatas Maasuurust planeeti ja selle kuuma alam Neptuuni kaaslast 2019. aasta jaanuaris, on seni olnud vaja nende olekut maapealsete järelvaatluste abil kinnitada. Avastus on avaldatud ajakirjas The Astrophysical Journal Letters.
TESSi kavandamisel oli mõte leida kõige lootustandvamad eksoplaneedid lähimate ja säravaimate tähtede lähedalt. See muudaks jälgimisvaatlused palju lihtsamaks. Teadlased arvutasid, et TESS leiaks oma kaheaastase missiooni jooksul umbes 300 Maa-suurust või Super-Maa suurust eksoplaneeti. Nii et esimese leidmine on suur asi.
TESS teeb ülesandeks leida eksoplaneete, kuid mitte ainult ühtegi eksoplaneeti. Missiooni idee oli leida väiksemad Maa suurused. TESS-i eelkäija, Kepleri kosmoseteleskoop, leidis palju eksoplaneete, kuid enamik neist olid Maast palju suuremad. See on mõistlik, kuna suuremaid on lihtsam leida.
"See on nii põnev, et umbes aasta tagasi käivitunud TESS on juba mängude vahetaja planeedi jahiäris."
Johanna Teske, Carnegie Teadusasutus.
“See on nii põnev, et just umbes aasta tagasi käivitunud TESS on juba planeedi jahiäris ulukite muutja,” ütles Johanna Teske Carnegie teadusinstituudist, kes on paberil teine autor. "Kosmoseaparaat uurib taevast ja me teeme koostööd TESS-i jälgimiskogukonnaga, et märgistada potentsiaalselt huvitavad sihtmärgid täiendavateks vaatlusteks maapealsete teleskoopide ja instrumentide abil."
Mõlemad need hiljuti avastatud planeedid tiirlevad oranžist põhijärjestuse tähest HD 21749, umbes 53 valgusaasta kaugusel Maast ja umbes 70% Päikese massist. Need kaks planeeti on ainsad teadaolevad planeedid selles päikesesüsteemis. Maakera suurust nimetatakse HD 21749c ja kuuma Neptuuni alamplaneeti HD 21749b.
Carnegie Teaduste Instituut on selle avastuse puhul silmapaistval kohal, kuna nad on osa konsortsiumist, mis haldab Tšiilis asuvat Las Campanase vaatluskeskust, kus asuvad Magellani teleskoobid. Magellan II teleskoobi külge on kinnitatud ainulaadne instrument PFS ehk Planet Finder Spectrograph, mille töötasid välja ja töötasid selle uuringuga seotud teadlased. PFS aitas neid kahte planeeti kinnitada ja see mõõtis ka HD 21749b, Neptuuni alammassi.
Meeskond kasutas TESS-i avastuste kontrollimiseks PFS-i, kuna PFS tugineb radiaalse kiiruse meetodile, mis on praegu ainus viis individuaalse eksoplaneedi massi määramiseks. Ja kui te ei tea massi, siis ei saa te kindlaks teha planeedi tihedust ega koostist.
PFS tugineb eksoplaneedi massi mõõtmisel gravitatsioonile. Tärn, antud juhul HD 21749, avaldab tugevat mõju seda tiirlevatele planeetidele. Kuid gravitatsioon töötab mõlemal viisil. Planeedi gravitatsiooniline tõmme annab tähele kerge võnke, mida PFS suudab tuvastada. Mida suurem on vastuvõtva tähe võnkumine, seda massiivsem on planeet.
"PFS on lõunapoolkera ainus vahend, mis seda tüüpi mõõtmisi teha saab," lisas Teske. "Niisiis, see on väga oluline osa TESS-missiooni käigus leitud planeetide edasisel iseloomustamisel."
Erinevad vaatlusmeetodid leiavad erinevat tüüpi planeete. Iga meetod on omal moel kallutatud ja teadlased teavad seda ja plaanivad seda. TESS-i puhul oli see mõeldud selleks, et leida planeete, mis tiirlevad nende tähest suhteliselt kiiresti, tavaliselt vähem kui 10 päeva pärast. Kui järele mõelda, siis näete, miks.
"Tegemist oli üsna paljude detektiivitöödega ja õiged inimesed olid kohal õigel ajal."
Diana Dragomir, MIT Kavli astrofüüsika ja kosmoseuuringute instituudi juhtiv autor
Kui planeedil kulub oma tähe orbiidil erakordselt kaua aega, näiteks näiteks Uraanil, millel Päikese orbiidil kulub 84 aastat, siis võib juhtuda, et peate enne tähe tuvastamist vaatlema pikka tähte, mida see tiirleb. Kui selleks kulub vaid 10 päeva, ei pea te ressursside tuvastamiseks selle leidmiseks väga kaua aega siduma.
Selles avastuses on HD 21749b TESS-i eksoplaneetide siiani kõige pikema orbitaalperioodiga, umbes 36 päeva. TESS-i toimimisviisi tõttu oli andmetes alam Neptuuni eristamine keeruline.
"Tegemist oli üsna paljude detektiivitöödega ja õigel ajal olid kohal õiged inimesed," ütles MIT Kavli astrofüüsika ja kosmoseuuringute instituudi juhtiv autor Diana Dragomir. "Kuid meil vedas ja püüdsime signaale ning need olid tõesti selged."
Sub Neptuuni HD 21749b mass on umbes 23 korda suurem Maa massist ja selle raadius on umbes 2,7 korda suurem kui Maa mass. Mõõdetud tihedus näitab, et planeet pole kivine ja sellel on oluline atmosfäär. See võib aidata astronoomidel mõista seda tüüpi planeetide atmosfääri.
Kuid kuigi Neptuuni alam-avastus on teaduslikel põhjustel põnev, võib selle õde-vend HD 21749c olla põnevam. Tähe orbiidile kulub vaid kaheksa päeva ja see on Maa suurusele lähemal. Selle planeedi massi ja tiheduse mõõtmine ei ole aga lihtne.
"Sellise väikese planeedi täpse massi ja koostise mõõtmine on keeruline, kuid oluline HD 21749c Maaga võrdlemisel," ütles paberi üks autor Sharon Wang. "Carnegie PFS-i meeskond jätkab selle eesmärgi saavutamiseks andmete kogumist selle objekti kohta."
"Lähedal ja väga heledate tähtede jaoks me eeldasime, et leiame kuni paar tosinat Maa suurust planeeti."
Diana Dragomir, MIT Kavli astrofüüsika ja kosmoseuuringute instituudi juhtiv autor
TESS võimaldab astronoomidel teha täpsemaid mõõtmisi kui Kepler. TESS-i abil peaksid nad suutma mõõta eksoplaneetide massi, atmosfääri koostist ja muid omadusi. Ehkki eksoplaneedid ja väiksemad Maa suurused eksoplaneedid pole Linnuteel haruldased, on meil nende kohta veel palju õppida.
Nende mitmekesisust ei saa me veel täpselt kirjeldada. Oleme alles alguses, mis on põnev ja TESS teeb oma töö seda põnevust.
"Lähedal ja väga heledate tähtede jaoks me eeldasime, et leiame kuni paar tosinat Maa suurust planeeti," ütles Dragomir. „Ja siin me oleme - see oleks meie esimene ja see oleks TESS verstapost. See seab tee väiksemate planeetide leidmiseks veelgi väiksemate tähtede ümber ja need planeedid võivad potentsiaalselt elada. "
Allikad:
- Uurimistöö: TESS SAAB ESIMENE MÕÕTMELISE PLAANTI JA SOOJA ALAPUNKTI
- Pressiteade: TESS leiab oma esimese maapealse planeedi
- NASA: TESSi koduleht
