Во многом благодаря Космический телескоп Keplerчисло подтвержденных внесолнечных планет выросло в геометрической прогрессии за последнее десятилетие. И с миссиями следующего поколения, как Транзитный спутник Exoplanet Survey (TESS) уже на орбите, все больше и больше кандидатов и подтвержденных планет обнаруживаются - многие из них также новые и захватывающие!
Фактически, одно из последних открытий TESS включает трехпланетную систему, которая вращается вокруг звезды (L 98-59), расположенной примерно в 35 световых годах от Земли. Одна из планет, известная как L 98-59b, находится между размерами Земли и Марса, что делает ее самой маленькой экзопланетой, обнаруженной TESS на сегодняшний день. Это открытие также подчеркивает изощренность TESS и удваивает количество маленьких экзопланет, которые считаются достойными последующих исследований.
Бумага, которая описывает открытие, появилась в последнем выпуске Астрофизический Журнал, Международная группа исследователей включала в себя нескольких ученых НАСА, а также исследователей из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, Института астрофизики и космических исследований им. Кавли, а также нескольких университетов и обсерваторий со всего мира.
Веселин Костов, астрофизик в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА и в Институте SETI, был ведущим автором исследования. Как он объяснил в недавнем пресс-релизе НАСА:
«Открытие является большим инженерным и научным достижением для TESS. Для изучения малых планет в атмосфере вам нужны короткие орбиты вокруг ярких звезд, но такие планеты трудно обнаружить. Эта система имеет потенциал для увлекательных будущих исследований ».
Как видно из названия, TESS охотится за экзопланетами, используя метод, известный как Transit Photometry (aka. Transit Method). Это включает в себя наблюдение за удаленными звездами на предмет внезапных провалов в освещении, которые указывают на то, что планета проходит перед звездой (т.е. проходит) относительно наблюдателя. Наблюдая за степенью и частотой провалов, ученые могут определить существование планет, а также их орбитальный период и размер.
Хотя этот метод в настоящее время является наиболее эффективным способом обнаружения и подтверждения экзопланет, на его долю приходится 3087 из более 4000 обнаруженных к настоящему времени. Тем не менее, это не очень эффективно, когда дело доходит до обнаружения небольших каменистых планет, таких как Земля. Тот факт, что TESS смог найти не одну, а три каменистых планеты, вращающиеся вокруг L 98-59, является свидетельством чувствительности и возможностей его инструментов.
Эти планеты (обозначенные как L 98-59b, c и d) примерно в 0,8, 1,4 и 1,6 раз больше Земли и очень быстро вращаются вокруг своей звезды с периодом 2,25, 3,7 и 7,45 дней соответственно. Джонатан Бранде, соавтор и астрофизик из НАСА Годдард и Университета Мэриленда, объяснил:
«Если у вас есть несколько планет, вращающихся в системе, они могут гравитационно взаимодействовать друг с другом. TESS будет наблюдать L 98-59 в достаточном количестве секторов, чтобы можно было обнаружить планеты с орбитами около 100 дней. Но если нам действительно повезет, мы можем увидеть гравитационное воздействие неизученных планет на те, которые мы знаем в настоящее время ».
В то время как L 98-59b представляет новую запись для TESS, будучи примерно на 10% меньше, чем предыдущий держатель, который он обнаружил, это не самая маленькая экзопланета, обнаруженная на сегодняшний день. Эта запись относится к Kepler-37b, скалистой экзопланете, расположенной на расстоянии около 210 световых лет от Земли, которая составляет всего одну треть от размера Земли и на 20% больше Луны.
Тем не менее, открытие L 98-59b становится еще более впечатляющим, если учесть тот факт, что он вращается вокруг звезды M-типа (красный карлик), которая составляет примерно одну треть размера и массы нашего Солнца. Эта звезда значительно менее яркая, чем Kepler-37, которая является звездой G-типа (желтый карлик) - похожа на наше Солнце - даже если L 98-59 особенно ярка, когда идет красный карлик.
В сочетании с тем фактом, что она расположена относительно близко к нашей Солнечной системе, открытие трехпланетной системы вокруг L 98-59 делает ее привлекательным кандидатом для последующих наблюдений. Звезды М-типа являются наиболее распространенным типом во Вселенной, на их долю приходится три четверти звезд только в Млечном Пути.
Недавние исследования также показали, что они могут быть наиболее вероятным местом для поиска каменистых планет, которые вращаются в пределах обитаемой зоны звезды. Из-за этого ученые стремятся узнать больше о планетных системах, которые образуются вокруг звезд этого типа. Они включают в себя, смогут ли каменистые планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, сохранить свою атмосферу, учитывая количество радиации, которой они будут подвергаться.
К сожалению, ни одна из этих планет не вращается в обитаемой зоне L 98-59. Фактически, на своем расстоянии от родительской звезды, L 98-59b получает в двадцать два раза больше энергии излучения, которую Земля получает от Солнца. Между тем, L 98-59c и d получают примерно в одиннадцать и четыре раза больше излучения, чем Земля, соответственно.
Однако все они занимают «зону Венеры», диапазон расстояний, на котором планета с атмосферой, подобной Земле, может испытывать эффект безудержного парникового эффекта, превращая его в атмосферу, подобную Венере. Исходя из его размера, L 98-59d может быть миром, подобным Венере, или мини-Нептуном, который представляет собой скалистое ядро, окруженное плотной газовой оболочкой.
Несмотря на это, все еще существует вероятность того, что эти планеты могут быть потенциально обитаемыми, и продолжающиеся исследования ответят на жизненно важные вопросы об этих и других каменистых мирах, которые вращаются вокруг близлежащих красных карликов, таких как Проксима b и t.
«Если бы мы смотрели на Солнце с L 98-59, транзиты Земли и Венеры заставили бы нас думать, что планеты почти идентичны, но мы знаем, что это не так. У нас еще много вопросов о том, почему Земля стала пригодной для жизни, а Венера - нет. Если мы сможем найти и изучить подобные примеры вокруг других звезд, таких как L 98-59, мы потенциально сможем раскрыть некоторые из этих секретов ».
К счастью, TESS будет иметь возможность наблюдать за системой еще много раз до конца месяца. В настоящее время TESS отслеживает 24 x 96-градусных областей южного неба (или секторов) в течение 27 дней. Когда первый год наблюдений будет завершен в июле этого года, система L 98-59 появится в семи из 13 секторов, составляющих южное небо.
Есть надежда, что это даст астрономам время уточнить то, что они знают об этих трех подтвержденных планетах, и, возможно, найти больше миров в этой системе. Учитывая, что все три орбиты с «зоной Венеры» звезды, все, что находится за ее пределами, вероятно, будет в ее обитаемой зоне.
Эти наблюдения также будут иметь большое значение для создания каталога скалистых планет вокруг ярких звезд. Когда космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) выйдет в космос в 2021 году, он будет использовать свои передовые возможности получения инфракрасных изображений для сбора информации об атмосфере этих планет и их характеристики.
Поскольку четыре из миров TRAPPIST-1 находятся на орбите в пределах их звездной зоны, они считаются первыми кандидатами. Команда Костова предполагает, что планеты L 98-59 также. Эти совместные усилия фактически приблизят нас на один шаг к определению, существуют ли обитаемые планеты в нашем космическом соседстве.
