Kad je NASA 2018. pokrenula TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), imala je specifičan cilj. Dok je njegov prethodnik, svemirski brod Kepler, pronašao tisuće egzoplaneta, mnogi od njih bili su masivni plinski divovi. TESS je poslan u svemir s obećanjem: pronaći će male planete slične veličine Zemlji i Neptunu, koji orbitiraju oko stabilnih zvijezda bez puno mučenja. Ta bi ograničenja, nadali su se astronomi, identificirali više egzoplaneta koje je moguće useliti.
Ovim otkrićem tri nova egzoplaneta, TESS ispunjava svoje obećanje.
Tri nove egzoplanete nisu ono na što smo navikli. Tijekom misije svemirske letjelice Kepler navikli smo se na otkrića egzoplaneta. Ali planeti su bili uglavnom veći od Zemlje, a mnogi od njih bili su plinski divovi, vrući Jupiteri i slični. Ali ova tri nova su različita: jedan je malo veći od Zemlje, a druga dva su otprilike dvostruko veća od Neptuna, što je malo u egzoplanetu.
Sva tri orbita lebde, hladna zvijezda zvana TOI (TESS Object of Interest) 270, udaljena oko 73 svjetlosne godine u zviježđu Pictor. TOI 270 je patuljasta zvijezda M-tipa koja je oko 40% manja od našeg Sunca u masi i veličini. Također je otprilike jedna trećina hladnija od Sunca. Tri su planeta umjerena u planetarnom smislu, ali planete su i dalje prilično vruće u odnosu na Zemlju, jer su blizu svoje zvijezde.
Konvencije su ove tri planete nazvane TOI 270 b, c i d, od najudaljenijeg do najudaljenijeg planeta.
TOI 270 b je vjerojatno stjenoviti svijet poput Zemlje, ali oko 25% veći. Za krug oko zvijezde na udaljenosti od 0,03 AU potrebno je samo 3,4 dana, što je oko 13 puta bliže svojoj zvijezdi nego što je Merkur do Sunca. TESS tim pretpostavlja da je oko 1,9 puta masivniji od Zemlje.
Nažalost, 270 b je vruće vruće. Nije toliko vruće kao mnogi vrući Jupiteri koje je Kepler otkrio, ali ipak suviše vruće za život koliko znamo. Ravnotežna temperatura - temperatura prije bilo kakvih atmosferskih utjecaja - je 254 Celzijusa (490 F.). Takođe je dobro pričvršćena na zvijezdu.
Srednji planet naziva se TOI 270 c, a njegov je 2,4 puta veći od Zemlje. Orbitira oko zvijezde svakih 5,7 dana. Udaljeni planet, 270 d, 2,1 puta je veći od Zemlje i kruži oko zvijezde svakih 11,4 dana. Nazivaju ove dvije planete "mini-Neptunima" zato što su sastavljeni uglavnom od plina, a otprilike su upola manji od Neptuna. Oboje su dobro zatvoreni za svoju zvijezdu.
Najudaljeniji planet posebno je zanimljiv znanstvenicima jer je najumjerenija planeta od tri. Temperatura ravnoteže TOI-ja 270 d je oko 66 Celzijevih (150 F,) još jako vruća u zemaljskim uvjetima, ali dovoljno umjerena da bude rijetka za egzoplanete.
Novi rad koji opisuje ta otkrića objavljen je u časopisu Nature Astronomy. Rad je naslovljen "Super zemlja i dva sub-Neptuna koji prolaze kroz obližnji i tihi M patuljak TOI-270."
"Ovaj je sustav upravo ono što je TESS osmislio kako bi pronašao - male, umjerene planete koji prolaze ili prolaze ispred neaktivne zvijezde domaćina, kojoj nedostaje pretjerana zvjezdana aktivnost, poput baklje", rekao je glavni istraživač Maximilian Günther, Torresov postdoktorski studij Suradnica na Kavlijevom institutu za astrofiziku i svemirska istraživanja Massetchusetts Institute of Technology (MIT) u Cambridgeu. "Ova je zvijezda tiha i vrlo nam bliska, a samim tim i mnogo sjajnija od zvijezda domaćina usporedivih sustava. Uz daljnja praćenja, uskoro ćemo moći odrediti sastav tih svjetova, utvrditi jesu li atmosfere prisutne i koje plinove sadrže i još mnogo toga.
Ovi su nalazi zanimljivi jer naš Sunčev sustav ne sadrži ništa poput dva mini-Neptuna ili sub-Neptuna. Zapravo, planete veličine između 1,5 i 2 puta veće od Zemlje vrlo su rijetke i u populaciji egzoplaneta, koliko znamo.
"Zanimljiv aspekt ovog sustava je da njegovi planeti otklanjaju dobro utvrđen jaz između poznatih planetarnih veličina", rekao je koautor Fran Pozuelos, postdoktorski istraživač sa Sveučilišta u Liègeu u Belgiji. "Neuobičajeno je da planeti imaju veličine između 1,5 i dva puta veće od Zemlje iz razloga koji su vjerovatno povezani s načinom formiranja planeta, ali to je i dalje vrlo kontroverzna tema. TOI 270 izvrstan je laboratorij za proučavanje granica tog jaza i pomoći će nam da bolje razumijemo kako se planetarni sustavi formiraju i razvijaju. "
Astronomi su se nadali da će TESS pronaći ove vrste planeta tako da bi drugi teleskopi mogli vršiti praćenje. Jamesov Webb svemirski teleskop posebno će moći prepoznati atmosferu nekih od ovih planeta.
"TOI 270 savršeno je smješten na nebu za proučavanje atmosfere njegovih vanjskih planeta pomoću NASA-inog budućeg svemirskog teleskopa James Webb", rekla je koautorica Adina Feinstein, doktorica na Sveučilištu u Chicagu. "Webb će ga promatrati više od pola godine, što bi moglo omogućiti zaista zanimljive studije usporedbe atmosfere TOI 270 c i d."
Tim koji stoji iza ovih rezultata smatra da, iako su ovi rezultati uzbudljivi, ovom Sunčevom sustavu može biti više. Dodatno promatranje može otkriti druge planete. Možda postoji još jedan kameniti planet od zvijezde, a ne TOI 270 d. Ako je tako, može biti još umjereniji. A ako ima kamenitu jezgru i atmosferu, na površini bi mogla lučiti tekuća voda.
Ovo su uzbudljiva vremena u istraživanju egzoplaneta. S takvim rezultatima i James Webbom koji će se konačno naći na mreži, naše će razumijevanje populacije egzoplaneta rasti u skokovima i granicama.
Više:
- Priopćenje za javnost: NASA-ova TESS-ova misija bilježi "Hat Trick" s 3 nova svijeta
- Istraživački rad: Super Zemlja i dva sub-Neptuna koji prolaze kroz obližnji i tihi patuljak TOI-270
- NASA-in TESS
- Svemirski magazin: Koliko planeta TESS treba pronaći?
- Svemirski magazin: Sada kada je TESS operativan, astronomi procjenjuju da će pronaći 14.000 planeta. 10 Mogli bi biti zemaljski svjetovi u životnoj zoni zvijezde Sunčane zvijezde
