Kiitos suurelta osin Keplerin avaruusteleskooppi, vahvistettujen ekstrasolaaristen planeettojen määrä on kasvanut räjähdysmäisesti viimeisen vuosikymmenen aikana. Ja seuraavan sukupolven tehtävissä kuten Exoplanet Survey-satelliitin kauttakulku (TESS) jo kiertoradalla, uusia ehdokkaita ja vahvistettuja planeettoja löydetään jatkuvasti - monet niistä myös uusia ja jännittäviä!
Itse asiassa yksi TESS: n viimeisimmistä löytöistä sisältää kolmen planeetan järjestelmän, joka kiertää tähtiä (L 98-59), joka sijaitsee suunnilleen 35 valovuoden päässä Maasta. Yksi planeetoista, tunnetaan nimellä L 98-59b, on maan ja Marsin kokojen välillä - tehden siitä tehokkaimmin TESSin tähän mennessä löytämän eksoplaneetan. Löytö korostaa myös TESSin hienostuneisuutta ja kaksinkertaistaa pienten eksoplaneettojen määrän, joita pidetään jatkotutkimusten arvoisina.
Löytöä kuvaava paperi ilmestyi viimeisimmässä lehden numerossa The Astrophysical Journal. Löytöksen takana olevaan kansainväliseen ryhmään kuului useita NASA-tutkijoita sekä tutkijoita Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksesta, Kavlin astrofysiikan ja avaruustutkimuksen instituutista sekä useista yliopistoista ja observatorioista ympäri maailmaa.
NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksen ja SETI-instituutin astrofysiikka Veselin Kostov oli löytöpaperin pääkirjailija. Kuten hän selitti äskettäisessä NASA: n lehdistötiedotteessa:
”Löytö on suuri tekninen ja tieteellinen saavutus TESSille. Pienten planeettojen ilmakehän tutkimuksiin tarvitaan lyhyitä kiertoratoja kirkkaiden tähtien ympärillä, mutta sellaisia planeettoja on vaikea havaita. Järjestelmällä on potentiaalia kiehtoviin tulevaisuuden tutkimuksiin. ”
Kuten nimi todistaa, TESS metsästää eksoplaneetteja käyttämällä Transit Photometry -nimistä menetelmää (aka. Transit Method). Tähän sisältyy etäisten tähtien tarkkailu äkillisiltä valaistuksista valaistuksessa, jotka ovat merkkejä planeetasta, joka kulkee tähden edessä (ts. Kulkee) suhteessa tarkkailijaan. Tarkkailemalla laskujen laajuutta ja esiintymistiheyttä tutkijat kykenevät määrittämään planeettojen olemassaolon sekä niiden kiertoradan jakson ja koon.
Vaikka tämä menetelmä on tällä hetkellä tehokkain tapa havaita ja vahvistaa eksoplaneettoja, sen osuus toistaiseksi löydetyistä yli 4000: stä on 3087. Se ei kuitenkaan ole kovin tehokas, kun kyse on pienempien, kallioisten planeettojen, kuten Maan, tarkkailemisesta. Se, että TESS ei löytänyt yhtään, vaan kolme L 98-59: n kiertävää kallioista planeettaa, on osoitus sen instrumenttien herkkyydestä ja kyvystä.
Nämä planeetat (jotka on merkitty numerolla L 98-59b, c ja d) ovat noin 0,8, 1,4 ja 1,6-kertaisia maan päällä ja kiertävät tähtensä erittäin nopeasti jaksolla 2,25, 3,7 ja 7,45 päivää. Kuten Jonathan Brande, NASA Goddardin ja Marylandin yliopiston avustaja ja astrofysiikko, selitti:
”Jos järjestelmässä kiertää useampi kuin yksi planeetta, ne voivat olla painovoimaisesti vuorovaikutuksessa keskenään. TESS tarkkailee L 98-59: tä riittävän suurilla sektoreilla, jotta se voi pystyä havaitsemaan planeettoja, joiden kiertoradat ovat noin 100 päivää. Mutta jos saamme todella onnekkaita, saatamme nähdä havaitsemattomien planeettojen painovoimavaikutukset tunnetuihin. "
Vaikka L 98-59b edustaa TESS: n uutta ennätystä, joka on noin 10% pienempi kuin edellinen ennätyksensä haltija, jonka se löysi, se ei ole pienin tähän mennessä löydetty eksoplaneetta. Tämä ennätys menee Kepler-37b: lle, kallioiselle eksoplaneetalle, joka sijaitsee noin 210 valovuoden päässä maapallosta, joka on vain noin kolmasosa Maan koosta ja 20% suurempi kuin Kuu.
L 98-59b: n löytöstä tehdään kuitenkin vaikuttavampi, kun otetaan huomioon se tosiseikka, että se kiertää M-tyypin (punainen kääpiö) tähti, joka on noin kolmannes aurinkoomme koosta ja massasta. Tämä tähti on huomattavasti vähemmän kirkas kuin Kepler-37, joka on G-tyypin (keltainen kääpiö) tähti - samanlainen kuin aurinkomme - vaikka L 98-59 on erityisen kirkas punaisen kääpiön mennessä.
Yhdistettynä siihen tosiasiaan, että se sijaitsee suhteellisen lähellä aurinkokuntamme, kolmen planeetan järjestelmän löytäminen L 98-59: n ympärille tekee siitä houkuttelevan ehdokkaan seurantaa varten. M-tyyppiset tähdet ovat yleisimpiä tyyppejä maailmankaikkeudessa, ja niiden osuus on vain neljä neljäsosaa Linnunradan tähtiä.
Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös todenneet, että ne voivat olla todennäköisin paikka löytää kivisiä planeettoja, jotka kiertävät tähden asuttavalla alueella. Tämän vuoksi tutkijat haluavat oppia lisää planeettajärjestelmistä, jotka muodostuvat tämän tyyppisten tähtijen ympärillä. Näitä ovat se, pystyisivätkö punaiset kääpiöt kiertävät kallioiset planeetat säilyttämään ilmakehänsä, ottaen huomioon säteilymäärän, jota heille kohdistetaan.
Valitettavasti mikään näistä planeetoista kiertää L 98-59: n asumisalueella. Itse asiassa etäisyydeltään vanhemmasta tähdestä L 98-59b saa jopa kaksikymmentäkaksi kertaa sen säteilyenergian määrän, jonka Maa saa auringosta. Samaan aikaan L 98-59c ja d saavat noin yksitoista ja neljä kertaa enemmän säteilyä kuin Maa.
Kaikki nämä kuitenkin vievät ”Venus-vyöhykkeen”, etäisyyden alueen, jolla maapallomaisella ilmakehällä oleva planeetta voisi kokea karkaavan kasvihuoneilmiön, muuttaen siten sen Venuksen kaltaiseksi ilmakehäksi. Kokoonsa perustuen L 98-59d voi olla joko Venuksen kaltainen maailma tai mini-Neptunus - mikä on kivinen ydin, jota ympäröi tiheä kaasumainen kirjekuori.
Siitä huolimatta on edelleen olemassa mahdollisuus, että nämä planeetat voivat olla asuttamiskelpoisia, ja meneillään oleva tutkimus vastaa tärkeisiin kysymyksiin näistä ja muista kallioisista maailmoista, jotka kiertävät lähellä olevia punaisia kääpiöitä - kuten Proxima b ja t
”Jos katsomme aurinkoa L 98-59, Maan ja Venuksen kauttakulku johtaisi meitä ajattelemaan, että planeetat ovat melkein identtisiä, mutta tiedämme, etteivät ne ole. Meillä on vielä monia kysymyksiä siitä, miksi maasta tuli asuttava ja Venus ei. Jos löydämme ja tutkimme samanlaisia esimerkkejä muiden tähtiä, kuten L 98-59, voimme potentiaalisesti avata joitain näistä salaisuuksista. "
Onneksi TESS: llä on mahdollisuus tarkkailla järjestelmää vielä useita kertoja ennen kuukauden loppua. Tällä hetkellä TESS tarkkailee eteläisen taivaan 24 x 96 asteen alueita (alias sektoreita) 27 päivää kerrallaan. Kun sen ensimmäinen havaintovuosi päättyy tämän vuoden heinäkuussa, L 98-59 -järjestelmä on ilmestynyt seitsemälle 13 sektoreista, jotka muodostavat eteläisen taivaan.
Toivotaan, että tämä antaa tähtitieteilijöille aikaa tarkentaa mitä he tietävät näistä kolmesta vahvistetusta planeetasta, ja ehkä löytää lisää maailmoja järjestelmästä. Koska kaikki kolme kiertorataa, jolla on tähti “Venus-vyöhyke”, kaikki, joka kiertää sen ulkopuolella, olisi todennäköisesti sen asutettavalla alueella.
Nämä havainnot vievät myös pitkän matkan kohti kallioisten planeettojen luettelon luomista lähellä olevien kirkkaiden tähtien ympärille. Kun James Webbin avaruusteleskooppi (JWST) vie avaruuteen vuonna 2021, se käyttää kehittyneitä infrapunakuvausominaisuuksiaan kerätäkseen tietoja näiden planeettojen ilmakehästä ja karakterisoidakseen niitä.
Koska neljästä TRAPPIST-1-maailmasta kiertää niiden tähden HZ: n sisällä, niitä pidetään pääehdokkaina. Kostovin joukkue ehdottaa, että myös L 98-59-planeetat ovat. Nämä yhdistetyt ponnistelut tuovat meidät tehokkaasti yhden askeleen lähemmäksi sen määrittämistä, onko kosmisessa naapurustossamme asuttavia planeettoja.
