Новый телескоп НАСА для поиска планет, TESS (Транзитный спутник Exoplanet Survey), только что обнаружил свой первый мир размером с Землю. Хотя планета размером с Землю и ее горячий спутник на юге Нептуна впервые были обнаружены TESS в январе 2019 года, до сих пор требуется подтверждение их статуса с помощью наземных последующих наблюдений. Открытие опубликовано в журнале «Астрофизический журнал».
Когда планировалось TESS, идея состояла в том, чтобы найти наиболее перспективные экзопланеты рядом с ближайшими и самыми яркими звездами. Это значительно облегчит последующие наблюдения. Ученые подсчитали, что в своей двухлетней миссии TESS найдет около 300 экзопланет размером с Землю или Супер-Землю. Так что поиск первого - это большое дело.
TESS занимается поиском экзопланет, а не только экзопланет. Идея, стоящая за миссией, состояла в том, чтобы найти меньшие по размеру Земли. Предшественник TESS, космический телескоп Kepler, обнаружил множество экзопланет, но большинство из них были намного больше Земли. Это имеет смысл, так как более крупные легче найти.
«Это так увлекательно, что TESS, запущенный примерно год назад, уже меняет правила игры в охотничьем бизнесе».
Джоанна Теске, Институт науки Карнеги.
«Это так увлекательно, что TESS, запущенный примерно год назад, уже меняет правила игры в охотничьем бизнесе», - сказала Джоанна Теске из Научного института Карнеги, второго автора статьи. «Космический аппарат обследует небо, и мы сотрудничаем с сообществом наблюдения за TESS, чтобы отметить потенциально интересные цели для дополнительных наблюдений с использованием наземных телескопов и приборов».
Обе эти недавно обнаруженные планеты вращаются вокруг оранжевой звезды главной последовательности под названием HD 21749, на расстоянии около 53 световых лет от Земли и около 70% массы Солнца. Две планеты - единственные известные планеты в этой солнечной системе. Один размером с Землю называется HD 21749c, а горячая планета к югу от Нептуна называется HD 21749b.
Научный институт Карнеги занимает видное место в этом открытии, потому что они являются частью консорциума, который управляет обсерваторией Лас Кампанас в Чили, где расположены Магеллановы телескопы. Телескоп Magellan II имеет уникальный прибор, который называется PFS, или Planet Finder Spectrograph, который был разработан и впервые введен учеными, участвовавшими в этом исследовании. PFS помог подтвердить эти две планеты, а также измерил массу HD 21749b, суб-Нептун.
Команда использовала PFS для проверки открытий TESS, потому что PFS использует метод лучевой скорости, который в настоящее время является единственным способом определения массы отдельной экзопланеты. А если вы не знаете массу, то вы не можете определить плотность или состав планеты.
PFS полагается на гравитацию для измерения массы экзопланеты. Звезда, в данном случае HD 21749, оказывает сильное влияние на планеты, вращающиеся вокруг нее. Но гравитация работает в обоих направлениях. Гравитационное притяжение планеты придает звезде небольшое колебание, которое может обнаружить PFS. Чем больше колебание звезды-хозяина, тем массивнее планета.
«PFS - один из немногих инструментов в Южном полушарии, который может выполнять такие измерения», - добавил Теске. «Таким образом, это будет очень важной частью дальнейшей характеристики планет, найденных миссией TESS».
Различные методы наблюдения находят разные типы планет. Каждый метод смещен по-своему, и ученые это знают и планируют. В случае TESS, он был разработан, чтобы находить планеты, которые вращаются вокруг своей звезды относительно быстро, обычно менее чем за 10 дней. Когда вы думаете об этом, вы можете понять, почему.
«Была проведена довольно детективная работа, и подходящие люди были там в нужное время».
Диана Драгомир, ведущий автор, Институт астрофизики и космических исследований им. М.В. Кавли, Массачусетский технологический институт
Если планете требуется необычайно много времени, чтобы обойти ее звезду, как, например, Уран, а для орбиты Солнца требуется 84 года, то вам, возможно, придется долго смотреть на звезду, на которой она вращается, прежде чем вы сможете ее обнаружить. Если это займет всего 10 дней, вам не придется слишком долго связывать ресурсы наблюдений, чтобы их обнаружить.
В этом открытии HD 21749b имеет самый длинный орбитальный период из всех экзопланет TESS до настоящего времени, около 36 дней. Из-за того, как работает TESS, это затрудняло распознавание суб-Нептуна в данных.
«Была проведена довольно детективная работа, и подходящие люди были там в нужное время», - сказала ведущий автор Диана Драгомир из Института астрофизики и космических исследований им. М.В. Кавли. «Но нам повезло, и мы поймали сигналы, и они были действительно ясны».
Суб-Нептун, HD 21749b, имеет в 23 раза большую массу Земли, а его радиус примерно в 2,7 раза больше земного. Измеренная плотность предполагает, что планета не скалистая, и что она имеет существенную атмосферу. Это может помочь астрономам понять атмосферу на планетах такого типа.
Но даже при том, что открытие суб-Нептуна является захватывающим по научным причинам, его родной HD 21749c может быть более захватывающим. На орбиту звезды уходит всего восемь дней, и она намного ближе к размеру Земли. Однако измерить массу и плотность этой планеты будет непросто.
«Измерить точную массу и состав такой маленькой планеты будет непросто, но важно для сравнения HD 21749c с Землей», - сказала Шарон Ван, один из авторов статьи. «Команда PFS Карнеги продолжает собирать данные об этом объекте с этой целью».
«Для звезд, которые находятся очень близко и очень ярко, мы ожидали найти до пары десятков планет размером с Землю».
Диана Драгомир, ведущий автор, Институт астрофизики и космических исследований им. М.В. Кавли, Массачусетский технологический институт
TESS позволит астрономам проводить более точные измерения, чем Кеплер. С TESS они должны быть в состоянии измерить массу экзопланет, состав атмосферы и другие свойства. Несмотря на то, что экзопланеты и меньшие экзопланеты размером с Землю не являются редкостью в Млечном Пути, нам еще многое предстоит узнать о них.
Мы пока не можем точно описать их разнообразие. Мы все еще в начале, что интересно, и это волнение накапливается, когда TESS выполняет свою работу.
«Для звезд, которые находятся очень близко и очень ярко, мы ожидали найти до пары десятков планет размером с Землю», - сказал Драгомир. «И вот мы здесь - это будет наш первый, и это веха для TESS. Он устанавливает путь для нахождения меньших планет вокруг еще меньших звезд, и эти планеты могут быть пригодными для обитания ».
Источники:
- Исследовательская статья: TESS ПОСТАВЛЯЕТ СВОЮ ПЕРВОЙ ЗЕМНОЙ ПЛАНЕТЫ И ТЕПЛЫЙ СУБЪЕПТУН
- Пресс-релиз: TESS находит свою первую планету земного размера
- НАСА: домашняя страница TESS
