NASAn TESS (Transit Exoplanet Survey Satellite) on löytänyt ensimmäisen maapallonsa olevan planeetan isäntätähden asumisvyöhykkeelle. Löytö vahvistettiin Spitzer-avaruusteleskoopilla. Tämä planeetta on yksi harvoista maapallon kokoisista maailmoista, joita koskaan on löydetty asuttavalta alueelta.
Maapallon nimi on TOI 700 d ja se on noin 100 valovuoden päässä maasta. Se kiertää TOI 700, viileä M-kääpiö (punainen kääpiö) -tähti Dorado-tähdistössä. Tämä on tärkeä löytö TESS: lle, koska se on suunniteltu fretisoimaan maapallon planeettoja muihin aurinkokuntiin.
Tähtitieteellisillä nimityssopimuksilla TOI 700 d on tähtiinsa neljäs etäisyys. Kirjaimet b ja c ovat planeettoja, jotka ovat lähempänä tähtiä. (Kirjain a on varattu tähdelle ja mahdollisille seuralaisille.)
TESS löytää planeettoja seuraamalla taivaan suuria karhoja 27 päivän ajan kerrallaan. Se havaitsee tähtivalon pudotuksen, kun eksoplaneetta kulkee meidän ja tähden välillä. Joka kerta, kun planeetta kulkee tähden edessä, sitä kutsutaan kauttakulkuksi. Tässä tapauksessa TESS tarttui kolmeen planeettaan TOI 700 -järjestelmässä kulkiessaan useita kertoja.
Uusi järjestelmä ja sen planeetta ovat tähtitieteellisesti suhteellisen lähellä toisiaan. Tämä läheisyys on tärkeä osa TESS: n tehtävää: Sen tarkoituksena ei ole vain löytää maan kokoisia planeettoja, vaan myös antaa muiden teleskooppien suorittaa seurantahavaintoja. Se on vaikeuttanut sitä kauempana eksoplaneetta on.
"TESS suunniteltiin ja käynnistettiin erityisesti etsimään maapallon kokoisia planeettoja, jotka kiertävät lähellä olevia tähtiä", kertoi Paul Hertz, astrofysiikan jaoston johtaja NASA: n päämajassa Washingtonissa. ”Läheisten tähtiä ympäröivien planeettojen on helpointa seurata suuremmilla teleskoopeilla avaruudessa ja maan päällä. TOI 700 d: n löytäminen on TESSille tärkeä tieteellinen löytö. Maapallon koon ja asutettavissa olevien vyöhykkeiden tilan vahvistaminen Spitzerillä on jälleen Spitzerin voitto, kun se lähestyy tiedeoperaation loppua tämän vuoden tammikuussa. "
Isäntähti on pieni, viileä M-kääpiö (punainen kääpiö) tähti, joka on noin 40% Auringon massasta. Karhot, joita TESS-tutkimuksia kutsutaan sektoreiksi, ja TOI 700 esiintyi useilla sektoreilla TESSin ensimmäisen toimintavuoden aikana. Alun perin tähtitieteilijät tunnistivat tähden virheellisemmin kuin aurinkoomme. Se puolestaan teki planeetoista suurempia ja kuumempia. Lopulta virhe korjattiin, ja nyt tähtitieteilijät näkevät, että TOI 700 d on asumisalueella.
"Kun oikaisimme tähden parametreja, sen planeettojen koko putosi, ja huomasimme, että uloin yhden suunnilleen oli maan koko ja asuttavalla alueella", kertoi Emily Gilbert, yksi tutkijoista ja jatko-opiskelija University of Universityssa. Chicago.
Yksi punaisten kääpiötähteiden kiertävien eksoplaneettojen ongelma on leimahdus. Punaiset kääpiöt ovat pitkäikäisiä, mikä tekee niistä mielenkiintoisia ehdokkaita planeettojen elämän kehittämiseen. Mutta he voivat osoittaa merkittävää leimahtumista, joskus kaksinkertaistaa energiantuotonsa muutamassa minuutissa, mikä aiheuttaa paljon keskustelua heidän planeettojensa mahdollisesta asumiskelpoisuudesta. Mutta Gilbertin mukaan TOI 700 d: llä ei ole syttyvää toimintaa.
"Lisäksi 11 kuukauden tietojen perusteella emme nähneet soihdutusta tähtiä kohti, mikä parantaa mahdollisuuksia, että TOI 700 d on asuttava ja helpottaa sen ilmasto- ja pintaolosuhteiden mallintaa", sanoi Gilbert.
Toinen ongelma punaisten kääpiötähteiden kiertävillä eksoplaneetoilla on vuoroveden lukitseminen. Koska punaiset kääpiöt tuottavat paljon vähemmän energiaa kuin meidän aurinkomme tähti, planeettojen on oltava hyvin lähellä niitä ollakseen asumisalueella. Tämä läheisyys johtaa kuitenkin vuoroveden lukitsemiseen, mikä voisi vähentää asumismahdollisuuksia. Tämän työn taustalla olevan ryhmän mukaan, joka esitteli sen Yhdysvaltain tähtitieteellisessä vuosikokouksessa, nämä planeetat ovat melkein varmasti vuoroveden lukossa.
Sisisin planeetta, TOI 700 b, on suunnilleen samankokoinen kuin Maa ja kiertää joka 10. päivä. Keskiplaneetta, 700 c, on 2,6 kertaa suurempi kuin Maa ja suorittaa kiertoradan 16 päivän välein. 700 c on todennäköisesti kaasun hallitsema maailma. 700 d on noin 20% suurempi kuin Maa ja se suorittaa kiertoradan 37 päivässä.
Tämän löytön - ensimmäisen maapallon maailman asuttavalla alueella - merkityksen vuoksi tutkijat halusivat olla varmoja siitä. Tämän varmuustarpeen takia Joseph Rodriguezin johtama tutkijaryhmä astrofysiikan keskuksesta | Harvard & Smithsonian pyysi seurantahavaintoja Spitzerin kanssa TOI 700 d: n vahvistamiseksi.
Se ei ole ensimmäinen kerta, kun NASAn Spitzer-avaruusteleskooppia pyydettiin vahvistamaan eksoplaneetan löytäminen, ja Spitzer naulasi sen.
"Spitzer näki TOI 700 d: n kulkevan tarkalleen, kun odotimme sen olevan."
Joseph Rodriguez, Harvard ja SMithsonian Astrofysiikan keskus
"Ottaen huomioon tämän löytön vaikutukset - että se on TESSin ensimmäinen asuttavaan alueeseen maapallon kokoinen planeetta - halusimme todella ymmärtäämme tätä järjestelmää mahdollisimman konkreettisesti", Rodriguez sanoi. ”Spitzer näki TOI 700 d: n kulkevan tarkalleen milloin odotimme sitä. Se on hieno lisä operaation perintöön, joka auttoi vahvistamaan kaksi TRAPPIST-1-planeettaa ja tunnistamaan viisi muuta. "
Spitzer antoi vahvan vahvistuksen siitä, mitä TESS löysi. Se vahvisti, että kauttakulku oli itse asiassa planeetta eikä pienempi, himmeämpi seuratähti. Spitzer myös tarkensi luotettavuutta TESS-mittauksiin. NASA totesi lehdistötiedotteessa, että Spitzer "terävöitti mitat sen <TOI 700 d '> kiertoradalta 56% ja sen koko 38%." Lisää seurantatutkimuksia pienellä yhden metrin kaukoputkella antoi lisävahvistuksen löytölle.
Mutta jopa kaiken tämän havainnon mukaan, tähtitieteilijät ovat vielä alkuvaiheessa tutkia tätä planeettaa ja sen järjestelmää. Läheisyytensä ansiosta tähtitieteilijät voivat käyttää maapallolla sijaitsevia kaukoputkia tutkimaan 700 d: n massaa tarkemmin ja toivottavasti vahvistamaan kaikkien järjestelmän kolmen eksoplaneetan maanpäällinen tai kaasumainen luonne.
Katse eteenpäin, tulevien teleskooppien - sekä maapallon että avaruusteleskooppien - pitäisi voida tutkia planeettoja perusteellisemmin, ehkä jopa määrittää niiden ilmakehän koostumus. Mutta se on tulevaisuudessa. Tähtitieteilijöiden tieto on tällä hetkellä arvokasta: sitä voidaan käyttää planeettojen mallintamiseen ja ennusteiden tekemiseen.
NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksen tutkijat ovat jo luoneet 20 mallia 700 d: n potentiaalisesta ympäristöstä nähdäkseen, millaiset paine- ja lämpötilaolosuhteet voivat johtaa asettamiseen. Mutta riippumatta siitä, minkä mallin he tekevät ja millaiset tulevat seurantatutkimukset saavat selville noin 700 d, se todennäköisesti eroaa huomattavasti maapallosta. Vuorovesilukkoutuneessa maailmassa olisi huomattavasti erilainen sää ja ilmasto.
"Se on jännittävä, koska riippumatta siitä, mitä me planeetasta tiedämme, se näyttää kokonaan erilaiselta kuin mitä meillä on täällä maan päällä."
Gabrielle Engelmann-Suissa, tutkimusassistentti, mallinnusryhmän johtaja.
Malleilla on tärkeä tarkoitus ymmärtää eksoplaneettoja kuten TOI 700 d. Mallinelemalla planeetan ilmapiiriä, tähtitieteilijät voivat ennustaa, mitkä ilmakehyspektrit näyttävät. Näitä malleja voidaan verrata todellisiin spektriin, kun saamme ne, jotta astronomit saavat eräänlaisen lähtökohdan ymmärtää eksoplaneettaa entistä paremmin.
"Jonain päivänä, kun meillä on todelliset spektrit TOI 700 d: ltä, voimme taaksepäin suunnata, sovittaa ne lähimpään simuloituun spektriin ja sovittaa sitten malliin", kertoi Goddardin tutkimusapulainen Gabrielle Engelmann-Suissa, joka johti mallitiimiä. . "Se on jännittävä, koska riippumatta siitä, mitä me planeetasta tiedämme, se näyttää kokonaan erilaiselta kuin mitä meillä on täällä maan päällä."
Mallinnustiimi tuotti 20 erilaista mallia 700 päivässä. Yhdessä simulaatiossa eksoplaneetalla oli tiheä, hiilidioksidin hallitsema ilmapiiri, joka oli samanlainen kuin nuori Mars. Tässä mallissa tähtiä päin olevalla puolella oli syvä pilvikerros. Toisessa mallissa planeetta on maapallon versio maasta, pilvoton ja tuulet virtaavat pois planeetan yöpuolelta lähentyen tähtipuolelle.
TESS on noin puolivälissä kaksivuotisesta tehtävästään löytää eksoplaneettoja. Tähtitieteilijät odottavat TESS: n löytävän 10 000 planeettaa, ja heidän arvioidensa mukaan noin 10 näistä voisi olla maapallomaisia maailmoja aurinkomme tähtien tähtien asuttavilla alueilla. TESS: ää johtaa ja hallinnoi MIT, ja sitä hallinnoi NASA: n Goddard-avaruuslentokeskus.
Lisää:
- Lehdistötiedote: NASA Planet Hunter löytää ensimmäisen maapallon elinympäristömaailmansa
- NASA: TESS, kauttakulkeva Exoplanet Survey -satelliitti
- Space Magazine: Nyt kun TESS toimii, tähtitieteilijät arvioivat löytävänsä 14 000 planeettaa. 10 Voisi olla maapallomaisia maailmoja auringonpaisteisen tähden asumisalueella
