NASA-in novi teleskop, TESS (tranzitni satelit za istraživanje egzoplaneta), upravo je pronašao svoj prvi svijet veličine Zemlje. Iako je TESS prvi put promatrao planetu veličine Zemlje i njen vrući sup-Neptun pratilac, do sada je bilo potrebno da se njihov status potvrdi temeljem praćenja na terenu. Otkriće je objavljeno u The Astrophysical Journal Letters.
Kada se planirao TESS, ideja je bila pronaći najperspektivnije egzoplanete u blizini najbližih i najsjajnijih zvijezda. To bi znatno olakšalo praćenje praćenja. Znanstvenici su izračunali da će TESS u svojoj dvogodišnjoj misiji pronaći oko 300 eksoplaneta veličine Zemlje ili Super-Zemlje. Dakle, pronalazak prvog je velika stvar.
TESS je zadužen za pronalaženje egzoplaneta, ali ne samo bilo koje egzoplanete. Ideja misije bila je pronaći one manje veličine Zemlje. TESS-ov prethodnik, svemirski teleskop Kepler, pronašao je puno egzoplaneta, ali većina je bila mnogo veća od Zemlje. To ima smisla jer je veće lakše naći.
"To je tako uzbudljivo da je TESS, koji je predstavljen prije otprilike godinu dana, već mijenjač divljači u poslu na lovu na planete."
Johanna Teske, Carnegie Institucija za znanost.
„To je tako uzbudljivo da je TESS, koji je pokrenut prije otprilike godinu dana, već mijenjač divljači u poslu na lovu na planete“, rekla je Johanna Teske iz Carnegie Science Institute, koja je drugi autor ovog članka. „Svemirska letjelica pregledava nebo i surađujemo s zajednicom praćenja TESS-a kako bismo označili potencijalno zanimljive ciljeve za dodatna opažanja pomoću prizemnih teleskopa i instrumenata.“
Oba ova novootkrivena planeta orbitiraju narančastom zvijezdom glavnog niza HD 21749, udaljenom 53 svjetlosne godine od Zemlje i oko 70% mase Sunca. Dva planeta su jedina poznata planeta u tom sunčevom sustavu. Zemljina veličina naziva se HD 21749c, a vrući planet ispod Neptuna naziva se HD 21749b.
Carnegie institut za znanost istaknuo je ovo otkriće jer su dio konzorcija koji upravlja opservatorijom Las Campanas u Čileu, gdje su Magelanovi teleskopi. Teleskop Magellan II ima na sebi priložen jedinstveni instrument nazvan PFS, ili spektrograf planeta tražilaca, koji su razvili i pioniri naučnici uključeni u ovo istraživanje. PFS je pomogao u potvrđivanju ova dva planeta, a mjerio je i masu HD 21749b, sub-Neptun.
Tim je pomoću PFS-a provjerio otkrića TESS-a jer se PFS oslanja na metodu radijalne brzine, što je trenutno jedini način za određivanje mase pojedinačne egzoplanete. 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 oko nje. Ali gravitacija djeluje u oba smjera. Gravitacijsko povlačenje planeta daje neznatnom zamahu zvijezdi, što PFS može otkriti. Što je veća zamah zvijezda domaćina, to je planeta masivnija.
"PFS je jedan jedini instrument u južnoj hemisferi koji može vršiti ove vrste mjerenja", dodao je Teske. "Dakle, to će biti vrlo važan dio daljnjeg karakteriziranja planeta pronađenih u misiji TESS."
Različite metode promatranja pronalaze različite vrste planeta. Svaka metoda pristrana je na svoj način, a znanstvenici to znaju i planiraju. U slučaju TESS-a, osmišljeno je da pronađe planete koji relativno brzo kruže oko njihove zvijezde, obično za manje od 10 dana. Kad malo razmislite, možete vidjeti zašto.
"Bilo je tu nekih detektivskih poslova, a pravi ljudi bili su tamo u pravo vrijeme."
Diana Dragomir, vodeća autorica Instituta za astrofiziku i svemirska istraživanja na MIT-u
Ako nekom planetu treba neobično dugo vremena da kruži oko svoje zvijezde, poput Urana, na primjer, potrebno je 84 godine da orbitira oko Sunca, možda ćete morati dugo zuriti u zvijezdu koja orbitira prije nego što je uspijete otkriti. Ako traje samo 10 dana, ne morate dugo vezati promatranje resursa da biste to otkrili.
U ovom otkriću, HD 21749b, ima najduži orbitalni period bilo kojeg od TESS egzoplaneta do sada, oko 36 dana. Zbog načina na koji TESS djeluje, to je otežalo razaznavanje sub-Neptuna u podacima.
"Bilo je uključeno dosta detektivskih poslova, a pravi ljudi su bili tamo u pravo vrijeme", rekla je glavna autorica Diana Dragomir s MIT-ovog Instituta za astrofiziku i svemirska istraživanja u Kavliju. "Ali imali smo sreće, uhvatili smo signale i stvarno su bili jasni."
Sub-Neptun, HD 21749b, ima oko 23 puta više od Zemljine mase, a njegov polumjer je oko 2,7 puta veći od Zemljine. Izmjerena gustoća sugerira da planet nije stjenovit i da ima značajnu atmosferu. To bi moglo pomoći astronomima da razumiju atmosferu na ovim vrstama planeta.
Iako je otkriće sub-Neptuna uzbudljivo iz znanstvenih razloga, njegov brat HD 21749c mogao bi biti uzbudljiviji. Za krug oko zvijezde potrebno je samo osam dana i znatno je bliže veličini Zemlje. Međutim, mjerenje mase i gustoće ovog planeta neće biti lako.
"Izmjeriti točnu masu i sastav tako malog planeta bit će izazovno, ali važno za usporedbu HD 21749c sa Zemljom", kaže Sharon Wang, jedna od autorica rada. "Carnegiejev PFS tim nastavlja s prikupljanjem podataka o ovom objektu s tim ciljem."
"Za zvijezde koje su vrlo blizu i vrlo svijetle, očekivali smo da ćemo naći do nekoliko desetaka planeta veličine Zemlje."
Diana Dragomir, vodeća autorica Instituta za astrofiziku i svemirska istraživanja na MIT-u
TESS će astronomima omogućiti preciznija mjerenja od Keplera. Pomoću TESS-a trebali bi moći mjeriti masu egzoplaneta, sastav atmosfere i druga svojstva. Iako egzoplanete i manji egzoplaneti veličine Zemlje nisu rijetki u Mliječnom putu, još uvijek moramo puno naučiti o njima.
Još uvijek ne možemo točno opisati njihovu raznolikost. Još smo na početku, što je uzbudljivo i to uzbuđenje se razvija kako TESS radi.
"Za zvijezde koje su vrlo blizu i vrlo sjajne, očekivali smo da ćemo naći nekoliko desetaka planeta veličine Zemlje", rekao je Dragomir. "I evo nas - ovo bi bio naš prvi, i to je prekretnica za TESS. On postavlja put pronalaženju manjih planeta oko još manjih zvijezda, a ti bi planeti mogli biti useljivi. "
Izvori:
- Istraživački rad: TEST DOSTAVLJA PLANET PRVIH ZEMLJI I VELIKI PODNEPTUN
- Priopćenje za javnost: TESS pronašao svoju prvu planetu veličine Zemlje
- NASA: TESS početna stranica
