NASA: n uusi maapallon metsästyskaukoputki TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) löysi juuri ensimmäisen maapallon kokoisen maailman. Vaikka TESS havaitsi maapallon kokoisen planeetan ja sen kuuman ala-Neptunuksen seuralaisen ensimmäistä kertaa tammikuussa 2019, tähän mennessä on tarpeen vahvistaa niiden tila maanpäällisillä seurantahavainnoilla. Löytö julkaistaan The Astrophysical Journal Letters -lehdessä.
Kun TESS oli suunniteltu, idea oli löytää lupaavimmat eksoplaneetit lähimpien ja kirkkaimpien tähtien läheltä. Tämä helpottaisi seurantaa. Tutkijat laskivat, että TESS löytäisi noin 300 Maan tai Super-Maan kokoista eksoplaneettaa kahden vuoden tehtävässään. Joten ensimmäisen löytäminen on iso juttu.
TESS: n tehtävänä on löytää eksoplaneettoja, mutta ei vain kaikkia eksoplaneetteja. Tehtävän taustalla oli löytää pienemmät maapallon kokoiset. TESSin edeltäjä, Keplerin avaruusteleskooppi, löysi paljon eksoplaneetteja, mutta suurin osa niistä oli paljon maata suurempia. Se on järkevää, koska suurempia on helpompi löytää.
"On niin jännittävää, että vain noin vuosi sitten lanseerannut TESS on jo pelinvaihtaja planeettametsästyksessä."
Johanna Teske, Carnegie-instituutti.
"On niin jännittävää, että vain noin vuosi sitten lanseerannut TESS on jo pelinvaihtaja planeettametsästysliiketoiminnassa", kertoi Johanna Teske Carnegie Science Institutestä, joka on paperilla toinen kirjoittaja. "Avaruusalus kartoittaa taivasta ja teemme yhteistyötä TESS-seurantayhteisön kanssa potentiaalisesti mielenkiintoisten kohteiden merkitsemiseksi lisähavainnoiksi maanpäällisillä kaukoputkilla ja instrumenteilla."
Molemmat nämä äskettäin löydetyt planeetat kiertävät oranssia pääsekvenssitähteä, nimeltään HD 21749, noin 53 valovuoden päässä Maasta ja noin 70% Auringon massasta. Nämä kaksi planeettaa ovat ainoat tunnetut planeetat tuossa aurinkokunnassa. Maapallon kokoista kutsutaan HD 21749c: ksi ja kuumaa sub-Neptunuksen planeettaa kutsutaan HD 21749b: ksi.
Carnegie Institute for Science edustaa merkittävästi tätä löytöä, koska he ovat osa konsortiota, joka toimii Las Campanasin observatoriossa Chilessä, jossa sijaitsevat Magellanin kaukoputket. Magellan II-teleskooppiin on kiinnitetty ainutlaatuinen instrumentti nimeltään PFS tai Planet Finder Spectrograph, jonka ovat kehittäneet ja tutkineet edelläkävijät tutkimukseen osallistuvat tutkijat. PFS auttoi vahvistamaan nämä kaksi planeettaa, ja se myös mittasi HD 21749b: n, Neptunuksen osa, massan.
Ryhmä käytti PFS: ää TESS-löytöjen todentamiseksi, koska PFS luottaa radiaalinopeuden menetelmään, joka on tällä hetkellä ainoa tapa määrittää yksittäisen eksoplaneetan massa. Ja jos et tiedä massaa, et voi määrittää planeetan tiheyttä tai koostumusta.
PFS luottaa painovoimaan mitataksesi eksoplaneetan massaa. Tähti, tässä tapauksessa HD 21749, vaikuttaa voimakkaasti sitä kiertäviin planeettoihin. Mutta painovoima toimii molemmin puolin. Maapallon gravitaatiovetäminen antaa tähdelle lievän heilahtelua, jonka PFS voi havaita. Mitä suurempi isäntätähteen heiluminen on, sitä massiivisempi planeetta on.
"PFS on yksi harvoista eteläisen pallonpuoliskon instrumentista, joka pystyy suorittamaan tämän tyyppisiä mittauksia", Teske lisäsi. "Joten, se on erittäin tärkeä osa TESS-tehtävän löytämien planeettojen karakterisointia edelleen."
Eri havainnointimenetelmät löytävät erityyppisiä planeettoja. Jokainen menetelmä on puolueellinen omalla tavallaan, ja tutkijat tietävät tämän ja suunnittelevat sitä. TESS: n tapauksessa se on suunniteltu löytämään planeettoja, jotka kiertävät tähtensä suhteellisen nopeasti, yleensä alle 10 päivässä. Kun mietit sitä, näet miksi.
"Siellä oli melko vähän etsintätyötä, ja oikeat ihmiset olivat siellä oikeaan aikaan."
Diana Dragomir, johtava kirjailija, MIT: n Kavli-astrofysiikan ja avaruustutkimuksen instituutti
Jos planeetalla kuluu poikkeuksellisen kauan tähden kiertämiseen, kuten esimerkiksi Uranuksella, joka kestää 84 vuotta Auringon kiertämiseen, sinun on ehkä tuijotettava tähtiä, jota se kiertää pitkään, ennen kuin voit havaita sen. Jos se vie vain 10 päivää, sinun ei tarvitse sitoa tarkkailemaan resursseja kauan sen havaitsemiseksi.
Tässä löytössä HD 21749b: llä on pisin kiertorata kaikista TESS-eksoplaneetoista tähän mennessä, noin 36 päivää. TESS-tavan takia se vaikeutti osa-Neptunuksen havaitsemista tiedoissa.
"Siellä oli melko vähän etsivätyötä, ja oikeat ihmiset olivat siellä oikeaan aikaan", sanoi pääkirjailija Diana Dragomir MIT: n Kavlin astrofysiikan ja avaruustutkimuksen instituutista. "Mutta meillä oli onnea ja tarttimme signaaleihin, ja ne olivat todella selkeitä."
Sub-Neptuunilla, HD 21749b, on noin 23 kertaa maan massa ja sen säde on noin 2,7 kertaa maan päällä. Mitattu tiheys viittaa siihen, että planeetta ei ole kivinen ja että sillä on huomattava ilmapiiri. Tämä saattaa auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään tämän tyyppisten planeettojen ilmapiiriä.
Mutta vaikka Neptunuksen alapuoleinen löytö on jännittävä tieteellisistä syistä, sen sisarus HD 21749c voi olla mielenkiintoisempi. Tähti kiertää vain kahdeksan päivää, ja se on paljon lähempänä Maan kokoa. Tämän planeetan massan ja tiheyden mittaaminen ei kuitenkaan ole helppoa.
"Tällaisen pienen planeetan tarkan massan ja koostumuksen mittaaminen on haastavaa, mutta tärkeää vertailtaessa HD 21749c: tä maapallon kanssa", Sharon Wang, yksi paperin kirjoittajista, sanoi. "Carnegie'n PFS-tiimi jatkaa tietojen keräämistä tästä esineestä tätä tavoitetta ajatellen."
"Tähtien lähellä, jotka ovat hyvin lähellä ja erittäin kirkkaita, odotimme löytävän jopa pari tusinaa maapallon planeettaa."
Diana Dragomir, johtava kirjailija, MIT: n Kavli-astrofysiikan ja avaruustutkimuksen instituutti
TESS antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden tehdä tarkempia mittauksia kuin Kepler teki. TESS: n avulla heidän tulisi pystyä mittaamaan eksoplaneettojen massa, ilmakehän koostumus ja muut ominaisuudet. Vaikka eksoplaneetat ja pienemmät maapallon eksoplaneetat eivät ole harvinaisia Linnunradalla, meillä on vielä paljon opittavaa niistä.
Emme voi vielä kuvata tarkkaan heidän monimuotoisuuttaan. Olemme vielä alussa, mikä on jännittävää, ja se jännitys kasvaa, kun TESS tekee työnsä.
"Tähtien lähellä, jotka ovat hyvin lähellä ja erittäin kirkkaita, odotimme löytävän jopa pari tusinaa maapallon planeettaa", sanoi Dragomir. ”Ja tässä me olemme - tämä olisi ensimmäinen, ja se on virstanpylväs TESSille. Se asettaa reitin pienempien planeettojen löytämiseen pienempien tähtien ympäriltä, ja nämä planeetat voivat olla mahdollisesti asuttavia. "
Lähteet:
- Tutkimusaineisto: TESS TOIMITTAA ENSIMMÄISEN MAASKOKOisen PLANETIN JA SILMÄN ALAPÄHKINEN
- Lehdistötiedote: TESS löytää ensimmäisen maapallonsa
- NASA: TESS-kotisivu
