NASA „TESS“ (tranzitinis egzoplanetų apžvalgos palydovas) rado savo pirmąją Žemės dydžio planetą, esančią priimančiosios žvaigždės gyvenamojoje zonoje. Rastas buvo patvirtintas Spitzerio kosminiu teleskopu. Ši planeta yra vienas iš nedaugelio Žemės dydžio pasaulių, kada nors buvusių gyvenamoje zonoje.
Planeta vadinasi TOI 700 d ir yra nutolusi nuo Žemės maždaug 100 šviesmečių. Jis skrieja aplink TOI 700, šaunią M-nykštukę (raudonąją nykštukę) žvaigždę Dorado žvaigždyne. Tai yra pagrindinis TESS atradimas, nes jis buvo skirtas Žemės dydžio planetoms iškrėsti kitose saulės sistemose.
Pagal astronominius įvardijimo principus TOI 700 d yra ketvirta tolimiausia planeta nuo žvaigždės. Raidės b ir c yra planetos, esančios arčiau žvaigždės. (Raidė a yra skirta žvaigždei ir visiems jos draugams, kuriuos ji gali turėti.)
TESS nustato planetas stebėdamas didelius dangaus plotus 27 dienas vienu metu. Tai nustato žvaigždės kritimą, kai egzoplanetas praeina tarp mūsų ir žvaigždės. Kiekvieną kartą, kai planeta eina priešais žvaigždę, ji vadinama tranzitu. Tokiu atveju TESS pagavo tris TOI 700 sistemos planetas, pereinančias kelis kartus.
Naujoji sistema ir jos planeta astronomine prasme yra gana artimos. Šis artumas yra pagrindinė TESS misijos dalis: jis ne tik skirtas surasti Žemės dydžio planetas, bet ir leisti kitiems teleskopams atlikti tolesnius stebėjimus. Tai dar labiau apsunkino, kuo toliau yra egzoplanetas.
„TESS buvo sukurta ir paleista specialiai siekiant surasti žemės dydžio planetas, skriejančias aplink žvaigždes“, - teigė NASA būstinės Vašingtone astrofizikos skyriaus direktorius Paulius Hertzas. „Planetus aplink netoliese esančias žvaigždes lengviausia sekti naudojant didesnius teleskopus kosmose ir Žemėje. Atrasti TOI 700 d yra pagrindinis TESS mokslo atradimas. „Spitzer“ patvirtina planetos dydį ir gyvenamosios zonos būklę - tai dar viena „Spitzer“ nauda, nes šis sausis artėja prie mokslo operacijų pabaigos. “
Pagrindinė žvaigždė yra maža, vėsi M-nykštukė (raudonoji nykštukė) žvaigždė, sudaranti apie 40% Saulės masės. Mašinos, kad TESS tyrimai yra vadinami sektoriais, ir TOI 700 pasirodė keliuose sektoriuose pirmaisiais TESS veiklos metais. Iš pradžių astronomai klaidingai identifikavo žvaigždę kaip panašesnę į mūsų Saulę. Tai savo ruožtu padarė planetas didesnes ir karštesnes. Galiausiai klaida buvo ištaisyta, ir dabar astronomai gali pamatyti, kad TOI 700 d yra gyvenamojoje zonoje.
„Kai pataisėme žvaigždės parametrus, jos planetų dydžiai sumažėjo ir mes supratome, kad tolimiausias yra maždaug Žemės dydžio ir gyvenamoje zonoje“, - sakė Emily Gilbert, viena iš tyrėjų ir universiteto studentė. Čikagoje.
Viena iš egzoplanetų, skriejančių aplink raudonųjų nykštukinių žvaigždžių, problema yra liepsna. Raudonieji nykštukai yra ilgaamžiai, todėl jie yra įdomūs kandidatai į gyvenimo vystymąsi savo planetose. Tačiau jie gali parodyti didelę liepsną, kartais per kelias minutes padvigubindami savo energijos išeigą - tai sukelia daug diskusijų, kai kalbama apie galimą jų planetų apgyvendinimą. Bet, pasak Gilberto, TOI 700 d nerodo liepsnojančios veiklos.
„Be to, per 11 mėnesių duomenų mes nematėme jokių žvaigždės pliūpsnių, o tai padidina galimybę, kad TOI 700 d bus tinkamas gyventi, ir palengvins jo atmosferos ir paviršiaus sąlygų modeliavimą“, - sakė A. Gilbertas.
Kita egzoplanetų, skriejančių aplink raudonųjų nykštukinių žvaigždžių, problema yra potvynio užraktas. Kadangi raudonieji nykštukai gamina daug mažiau energijos nei žvaigždė, tokia kaip mūsų Saulė, planetos turi būti labai arti jų, kad būtų gyvenamojoje zonoje. Tačiau šis artumas lemia potvynio fiksavimą, o tai galėtų sumažinti apgyvendinimo galimybes. Pasak šio darbo, kuris pristatė jį metiniame Amerikos astronomijos metiniame susitikime, komandos, šios planetos beveik neabejotinai yra užfiksuotos.
Vidutinė planeta, TOI 700 b, yra maždaug tokio paties dydžio kaip Žemė ir skrieja maždaug kas 10 dienų. Vidurinė planeta, 700 c, yra 2,6 karto didesnė už Žemę ir užbaigia orbitą kas 16 dienų. Tikriausiai 700 c yra pasaulis, kuriame dominuoja dujos. 700 d yra maždaug 20% didesnė nei Žemė ir užbaigia orbitą per 37 dienas.
Dėl šio atradimo - pirmojo Žemės dydžio pasaulio, kuriame gyvenama, - svarbos, mokslininkai norėjo būti tikri. Dėl šio tikrumo poreikio mokslininkų komanda, vadovaujama Josepho Rodriguezo iš Astrofizikos centro | Harvardas ir Smithsonianas paprašė tolesnių stebėjimų su Spitzeriu patvirtinti TOI 700 d.
Tai nėra pirmas kartas, kai NASA „Spitzer“ kosminis teleskopas buvo pakviestas patvirtinti egzoplanetos atradimą, ir „Spitzer“ jį prikalė.
„Spitzeris pamatė TOI 700 d tranzitą tiksliai tada, kai tikėjomės.“
Josephas Rodriguezas, Harvardas ir SMithsonian astrofizikos centras
„Turint omenyje šio atradimo poveikį - tai yra TESS pirmoji gyvenamosios zonos Žemės dydžio planeta -, mes tikrai norėjome, kad mūsų supratimas apie šią sistemą būtų kuo konkretesnis“, - teigė Rodriguezas. „Spitzeris pamatė TOI 700 d tranzitą tiksliai tada, kai tikėjomės. Tai puikus papildymas misijos, padėjusios patvirtinti dvi iš TRAPPIST-1 planetų ir atpažinti dar penkias, palikimo. “
Spitzeris pateikė tvirtą patvirtinimą, ką rado TESS. Tai patvirtino, kad tranzitas iš tikrųjų buvo planeta, o ne mažesnė, silpnesnė kompaniono žvaigždė. Spitzeris taip pat patikslino pasitikėjimą TESS matavimais. NASA pranešime spaudai sako, kad Špiceris „padidino savo <TOI 700 d“ orbitos periodo matavimus 56%, o jo dydį - 38% “. Daugiau stebėjimų nedideliu 1 metro antžeminiu teleskopu pateikė papildomą atradimo patvirtinimą.
Bet net ir atlikus šį stebėjimą, astronomai vis dar yra pradiniame šios planetos ir jos sistemos tyrinėjimo etape. Dėl artumo astronomai galės naudoti antžeminius teleskopus, norėdami tiksliau ištirti 700 d masę ir, tikiuosi, patvirtinti visų trijų egzoplanetų antžeminę ar dujinę prigimtį sistemoje.
Žvelgiant į ateitį, būsimi teleskopai - tiek antžeminiai, tiek kosminiai teleskopai - turėtų sugebėti nuodugniau ištirti planetas, galbūt net nustatyti jų atmosferinę sudėtį. Bet tai bus ateityje. Kol kas vertinga yra astronomų turima informacija: ji gali būti naudojama modeliuoti planetas ir daryti prognozes.
NASA Goddardo kosminių skrydžių centro tyrėjai jau sukūrė 20 700 d potencialios aplinkos modelių, norėdami išsiaiškinti, kokios slėgio ir temperatūros sąlygos gali sukelti apgyvendinimą. Bet kad ir kokie jie būtų modeliai, ir kokie būsimi tolesni stebėjimai sužinos maždaug per 700 dienų, greičiausiai tai labai skirsis nuo Žemės. Potvynio užrakintame pasaulyje orai ir klimatas būtų labai skirtingi.
„Tai jaudina, nes nesvarbu, ką sužinome apie planetą, ji atrodys visiškai kitaip, nei tai, ką turime čia, Žemėje“.
Gabrielle Engelmann-Suissa, tyrimų asistentė, modeliavimo komandos vadovė.
Modeliai yra svarbūs siekiant suprasti tokias egzoplanetas kaip TOI 700 d. Modeliuodami planetos atmosferą, astronomai gali numatyti, kaip atrodytų atmosferos spektrai. Šiuos modelius galime palyginti su tikraisiais spektrais, kai juos gausime, kad astronomai gautų tam tikrą atspirties tašką toliau suprantant egzoplaneta.
„Kažkada, kai turėsime realius TOI 700 d spektrus, galėsime atsitraukti, suderinti juos su artimiausiu modeliuojamu spektru, o tada suderinti tai su modeliu“, - sakė modeliavimo komandai vadovavusi Goddard tyrimų asistentė Gabrielle Engelmann-Suissa. . „Tai įdomu, nes nesvarbu, ką sužinome apie planetą, jis atrodys visiškai kitaip, nei tai, ką turime čia, Žemėje“.
Modeliavimo komanda pagamino 20 skirtingų modelių, skirtų 700 d. Viename modeliavime egzoplanetos atmosfera buvo tanki, anglies dioksido, panašios į jauno Marso. Tame modelyje žvaigždžių pusė turėjo gilų debesų sluoksnį. Pagal kitą modelį, planeta yra žemiška Žemės versija, be debesų ir su vėjais, sklindančiais iš naktinės planetos pusės, besiliejančiais žvaigždės pusėje.
TESS yra beveik įpusėjusi savo dvejų metų misija surasti egzoplanetas. Astronomai tikisi, kad TESS suras 10 000 planetų, ir jie mano, kad apie 10 iš jų galėtų būti panašūs į Žemę pasauliai tokiose žvaigždžių kaip mūsų Saulė apgyvendinamose zonose. TESS vadovauja ir ją valdo MIT, o jai vadovauja NASA Goddardo kosminių skrydžių centras.
Daugiau:
- Pranešimas spaudai: NASA planetos medžiotojas randa savo pirmąjį žemės dydžio gyvenamųjų zonų pasaulį
- NASA: TESS, tranzitinio egzoplanetos tyrimo palydovas
- Žurnalas „Kosmosas“: Dabar, kai TESS veikia, astronomai mano, kad jame ras 14 000 planetų. 10 Saulės žvaigždės gyvenamojoje zonoje gali būti žemiški pasauliai
