Когда в 2018 году НАСА запустило TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), оно имело конкретную цель. Хотя его предшественник, космический корабль Кеплер, обнаружил тысячи экзопланет, многие из них были огромными газовыми гигантами. TESS был отправлен в космос с обещанием: найти меньшие планеты, похожие по размеру на Землю и Нептун, вращающиеся вокруг стабильных звезд без особых вспышек. Астрономы надеялись, что эти ограничения позволят выявить больше экзопланет, которые потенциально пригодны для обитания.
С этим открытием трех новых экзопланет TESS выполняет свое обещание.
Три новые экзопланеты - это не то, к чему мы привыкли. Во время полета космического корабля Kepler мы привыкли к открытиям экзопланет. Но планеты были в основном больше Земли, и многие из них были газовыми гигантами, горячими Юпитерами и так далее. Но эти три новых отличаются: один немного больше Земли, а два других примерно в два раза больше Нептуна, который с точки зрения экзопланеты мал.
Все три находятся на орбите слабой, прохладной звезды под названием TOI (TESS). Она находится на расстоянии около 73 световых лет в созвездии Пиктора. TOI 270 - карликовая звезда М-типа, которая примерно на 40% меньше нашего Солнца как по массе, так и по размеру. Он также примерно на треть холоднее Солнца. Три планеты умеренные в планетарном выражении, но планеты все еще довольно горячие по сравнению с Землей, потому что они находятся близко к своей звезде.
Три планеты называются TOI 270 b, c и d, от самой внутренней до самой внешней планеты, в соответствии с соглашением.
TOI 270 b, вероятно, такой каменистый мир, как Земля, но примерно на 25% больше. Требуется всего 3,4 дня, чтобы совершить орбиту вокруг своей звезды на расстоянии 0,03 а.е., примерно в 13 раз ближе к ее звезде, чем Меркурий к Солнцу. Команда TESS предполагает, что она примерно в 1,9 раза массивнее Земли.
К сожалению, 270 б очень жарко. Не так жарко, как многие из горячих Юпитеров, которые обнаружил Кеплер, но все же слишком жарко для жизни, как мы ее знаем. Это равновесная температура - температура перед любыми атмосферными воздействиями - составляет 254 по Цельсию (490 F.). Она также приливно привязана к звезде.
Средняя планета называется TOI 270 c, а ее в 2,4 раза больше Земли. Он вращается вокруг звезды каждые 5,7 дней. Самая внешняя планета, 270 дней, в 2,1 раза больше Земли и вращается вокруг звезды каждые 11,4 дня. Они называют эти две планеты "мини-Нептун", потому что они состоят в основном из газа, и они примерно вдвое меньше Нептуна. Оба они также привязаны к своей звезде.
Внешняя планета представляет особый интерес для ученых, потому что это самая умеренная планета из трех. Температура равновесия TOI 270 d составляет около 66 градусов Цельсия (150 градусов по Фаренгейту), все еще очень горячая в земном выражении, но достаточно умеренная, чтобы быть редкой для экзопланет.
Новая статья с изложением этих результатов опубликована в журнале Nature Astronomy. Статья озаглавлена «Супер-Земля и два суб-Нептуна, проходящие через близлежащего и тихого M-карлика TOI-270».
«Эта система - именно то, для чего была разработана TESS - маленькие, умеренные планеты, которые проходят или проходят перед неактивной звездой-хозяином, у которой отсутствует чрезмерная звездная активность, такая как вспышки», - сказал ведущий исследователь Максимилиан Гюнтер, докторская диссертация Torres. Научный сотрудник Массачусетского технологического института (MIT) Института астрофизики и космических исследований им. Кавли в Кембридже. «Эта звезда тихая и очень близкая к нам, и поэтому намного ярче, чем звезды-хозяева сопоставимых систем. Благодаря расширенным наблюдениям в будущем мы сможем определить состав этих миров, определить, присутствуют ли атмосферы и какие газы они содержат, и многое другое.
Эти результаты интересны тем, что в нашей Солнечной системе нет ничего похожего на два мини-Нептуна или суб-Нептуна. На самом деле, насколько нам известно, планеты с размерами от 1,5 до 2 размеров Земли очень редки в популяции экзопланет.
«Интересным аспектом этой системы является то, что ее планеты находятся в устоявшемся разрыве в известных размерах планет», - сказал соавтор Фрэн Посуэлос, исследователь докторской диссертации в университете Льежа в Бельгии. «Размеры планет в 1,5–2 раза больше размеров Земли редко встречаются по причинам, которые, вероятно, связаны с тем, как формируются планеты, но это все еще весьма спорная тема. TOI 270 является отличной лабораторией для изучения границ этого разрыва и поможет нам лучше понять, как формируются и развиваются планетные системы ».
Астрономы надеялись, что TESS найдет эти типы планет, чтобы другие телескопы могли проводить последующие наблюдения. В частности, космический телескоп Джеймса Вебба сможет определять атмосферу некоторых из этих планет.
«TOI 270 идеально расположен в небе для изучения атмосферы его внешних планет с помощью будущего космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА», - сказала соавтор Адина Файнштейн, докторант Чикагского университета. «Уэбб будет наблюдать его более полугода, что может позволить провести действительно интересные сравнительные исследования атмосфер TOI 270 c и d».
Команда, стоящая за этими результатами, считает, что, хотя эти результаты являются захватывающими, в этой солнечной системе есть еще кое-что. Дополнительное наблюдение может выявить другие планеты. Возможно, есть еще одна каменистая планета, более отдаленная от звезды, чем TOI 270 d. Если так, это может быть даже более умеренно. И если он имеет каменистое ядро и атмосферу, он может содержать жидкую воду на своей поверхности.
Это захватывающие времена в исследованиях экзопланет. С такими результатами и с появлением в сети Джеймса Уэбба наше понимание популяции экзопланет будет стремительно расти.
Больше:
- Пресс-релиз: Миссия TESS НАСА «Hat Trick» с тремя новыми мирами
- Исследовательская статья: Супер-Земля и две суб-Нептуна, проходящие мимо близлежащего и тихого M-карлика TOI-270
- НАСА ТЕСС
- Журнал Space: Сколько планет TESS собирается найти?
- Космический журнал: теперь, когда TESS работает, астрономы подсчитали, что он найдет 14 000 планет. 10 могут быть земными мирами в обитаемой зоне солнечной звезды
