Сколько существует экзопланет? Не так давно мы не знали, были ли они. Затем мы обнаружили несколько вокруг пульсаров. Затем был запущен космический корабль Кеплер, и он обнаружил еще пару тысяч. В настоящее время работает НАСА TESS (транзитный спутник съемки экзопланет), и новое исследование предсказывает его результаты.
Выводы Кеплера дали нам лучшее представление о типах и количестве планет в других солнечных системах. Но у Кеплера были свои ограничения и собственный уклон выборки из-за его методов измерения. Кеплер также сосредоточился только на одной небольшой области неба, составляющей около 0,25% неба. Возможно, но не обязательно, что небольшая часть неба, на которой сосредоточился Кеплер, не является репрезентативной для большей выборки.
TESS сильно отличается от Kepler, особенно в области неба, которую он покрывает. Он будет выполнять обзор всего неба, а не обзор, сфокусированный на небольшой части неба. Новый охотник за планетами НАСА также сосредоточится на самых ярких звездах. Это потому, что его основная научная цель состоит в том, чтобы найти планеты размером больше Нептуна, которые вращаются вокруг ярких звезд. Звезды должны быть яркими, чтобы последующие спектроскопические наблюдения могли определить массы планет и составы атмосферы.
Хотя у нас нет единого мнения о том, насколько распространены экзопланеты с точки зрения их размера и орбитальных периодов, Кеплер показал нам, что экзопланеты распространены. У большинства звезд они есть. Но многие из экзопланет, которые обнаружил Кеплер, чрезвычайно далеки - от сотен до тысяч парсеков. Поэтому подробные последующие наблюдения трудно или невозможно. Так как Тесс фокусируется на более близких, более ярких звездах ближе к Земле, что облегчает последующие наблюдения с помощью других областей, ее результаты должны быть более репрезентативными и более точными при определении популяций экзопланет.
Новое исследование, проведенное Томасом Барклеем из НАСА и Университета Мэриленда, Джошуа Пеппером из Университета Лихай и Элисой Кинтана из НАСА, предсказало результаты TESS. Их статья была опубликована в Астрофизическом журнале. Эти три исследователя использовали то, что мы знаем о звездной популяции и что мы знаем о популяциях экзопланет, в сочетании с режимами наблюдения TESS, чтобы составить свои оценки.
В их симуляции есть три фактора:
- Моделирование звездного населения, которое будет наблюдать TESS.
- Типичный образец планет, вращающихся вокруг этих звезд.
- Предсказание того, сколько из этих планет TESS обнаружит.
Их оценки называются «симуляцией урожайности», и это не первый пример, который придумали астрономы. Но прежде чем мы перейдем к цифрам, возникает вопрос: почему мы должны заранее знать, что найдет TESS?
Ответ заключается в том, чтобы получить представление о том, как может выглядеть программа последующих наблюдений. Астрономам нравится планировать заранее, поскольку ресурсы наблюдения так дороги. Они не хотят ждать, пока все результаты TESS будут представлены, прежде чем думать о следующих шагах. Или, может быть, они просто взволнованы, как дети в истории с конфетами. Возможно, и то и другое.
Барклай, Пеппер и Кинтана провели симуляцию 300 раз, чтобы получить прогнозируемую доходность. В их результатах много деталей, связанных с типом звезды на орбите планет, различным режимом наблюдения, используемым для определения, какие планеты, и как все это относится к последующим наблюдениям. Но в более краткой форме вот что, по мнению трех исследователей, TESS найдет во время запланированной двухлетней миссии:
- Всего 14 000 экзопланет
- 2100 из них будут меньше 4 радиуса Земли (4R), 280 из них меньше 2R
- 70 обитаемых планет, вращающихся вокруг звезд красных карликов, 9 из них меньше 2R
- 10 похожих на Землю миров менее 2R, которые могут находиться в обитаемой зоне звезды, подобной нашему Солнцу
Это довольно захватывающее занятие. 14 000 экзопланет, из которых 10 могут быть подобными Земле мирами в обитаемой зоне звезды, подобной Солнцу. Это не значит, что это то, что TESS найдет, но это должно быть хорошим и интригующим приближением. Тем более что, в отличие от Кеплера, экзопланеты TESS являются основными целями для дальнейшего наблюдения и характеристики.
Это не первая симуляция доходности для TESS. Но это сделано с реальным, а не с симулированным звездным населением, поэтому оно должно быть более точным. Еще один симулятор урожая 2015 года можно посмотреть здесь, а другой 2017 года здесь.
Результаты моделирования показывают нам, что мы можем найти планеты, похожие на Землю, в обитаемых зонах. Большинство из них будут вращаться вокруг красных карликов, но небольшое количество должно быть вокруг звезд, похожих на Солнце. Это то, что все хотят знать.
Но, возможно, что еще более важно, эти симуляции показывают нам, что TESS выполнит свою миссию: обнаружить множество планет меньше Нептуна, которые можно изучить в последующих исследованиях для определения их массы и состава атмосферы.
В обоих случаях TESS находится на пути к достижению определенных результатов.
- Исследовательский документ: пересмотренный выход экзопланет с транзитного спутника съемки экзопланет (TESS)
- Исследовательская работа: СПУТНИКОВЫЙ ОБЗОР ПЕРЕХОДА EXOPLANET: МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕТЕКЦИЙ ПЛАНЕТЫ И АСТРОФИЗИЧЕСКИХ ЛОЖНЫХ ПОЗИТИВОВ
- Исследовательская статья: Моделирование обнаружения планет для нескольких возможных расширенных миссий TESS
- Центр поддержки науки NASA TESS
- Обзор миссии НАСА "Кеплер"
- Статья в Википедии: TESS
