A NASA TESS (tranzit Exoplanet Survey Satellite) az első Föld méretű bolygóját a fogadó csillag lakható övezetében találta meg. A megállapítást a Spitzer űrteleszkóp megerősítette. Ez a bolygó egyike azon kevés Föld méretű világnak, amelyet valaha is találtak lakható övezetben.
A bolygót TOI 700 d néven hívják, és körülbelül 100 fényévnyire van a Földtől. A TOI 700-at kering, egy hűvös M-törpe (vörös törpe) csillagot a Dorado csillagképben. Ez egy kulcsfontosságú felfedezés a TESS számára, mivel úgy tervezték, hogy a Föld méretű bolygók kiürítésére szolgáljon más naprendszerekben.
Csillagászati elnevezési konvenciók alapján a TOI 700 d a csillagától a negyedik legtávolabbi bolygó. A b és c betűk a csillaghoz közelebb lévő bolygók. (Az a betű a csillagnak és az esetleges társainak van fenntartva.)
A TESS megkeresi a bolygót azáltal, hogy egyidejűleg 27 napig figyeli az ég nagy létszámát. Felismeri a csillagfény csökkenését, amikor egy exoplanet áthalad köztünk és a csillag között. Minden alkalommal, amikor egy bolygó elhalad a csillag előtt, tranzitnak hívják. Ebben az esetben a TESS elkapta a három bolygót a TOI 700 rendszerben, többször áthaladva.
Az új rendszer és bolygója csillagászati szempontból viszonylag közel áll egymáshoz. Ez a közelség a TESS küldetésének kulcseleme: nemcsak a Föld méretű bolygók megtalálására szolgál, hanem annak lehetővé tétele más távcsövek számára utólagos megfigyelések elvégzésére is. Ez nehezebbé vált, minél távolabb van az exoplanet.
"A TESS-et kifejezetten a közeli csillagokat keringő Föld méretű bolygók keresésére és elindítására fejlesztették ki" - mondta Paul Hertz, a NASA washingtoni székhelyének asztrofizikai osztályának igazgatója. „A közeli csillagok körüli bolygók legegyszerűbben követhetők az űrben és a Földön lévő nagyobb távcsövekkel. A TOI 700 d felfedezése a TESS kulcsfontosságú tudományos eredménye. A bolygó méretének és az alkalmazható zóna állapotának a Spitzerrel történő megerősítése újabb nyereséget jelent a Spitzer számára, mivel ez januárjában közeledik a tudományos műveletek végéhez. "
A fogadó csillag egy kicsi, hűvös M-törpe (vörös törpe) csillag, amely a Nap tömegének körülbelül 40% -a. Azok a tételek, amelyeket a TESS-tanulmányok szektornak neveznek, és a TOI 700 több szektorban megjelentek a TESS első működési éve alatt. Eredetileg a csillagászok tévesen azonosították a csillagot, mint a Napunkhoz hasonlót. Ez viszont a bolygók nagyobbnak és melegebbnek tűnt. Végül a hibát kijavították, és most a csillagászok láthatják, hogy a TOI 700 d a lakhatósági zónában van.
"Amikor korrigáltuk a csillag paramétereit, bolygóinak mérete csökkent, és rájöttünk, hogy a legkülső föld körülbelül a Föld méreténél van és az élhető övezetben helyezkedik el" - mondta Emily Gilbert, az egyik kutató és a University of University egyetemi hallgatója. Chicago.
Az egyik probléma a vörös törp csillagokat keringő exoplanetekkel felgyullad. A vörös törpék hosszú életűek, ezért érdekes jelöltekké válnak a bolygóik életének fejlődéséhez. De jelentős lángolást mutathatnak, néha percek alatt megduplázhatják energiateljesítményüket, és ez sok vitát válthat ki bolygóik potenciális lakhatósága kapcsán. De Gilbert szerint a TOI 700 d nem mutat felgyújtó tevékenységet.
"Ezenkívül 11 hónapos adatok során nem látottunk fáklyát a csillagból, ami növeli a TOI 700 d életképességének esélyét, és megkönnyíti a légköri és felszíni viszonyok modellezését" - mondta Gilbert.
A vörös törpe csillagokat keringő exoplanetek másik problémája az árapály zárolása. Mivel a vörös törpék sokkal kevesebb energiát termelnek, mint egy olyan csillag, mint a Nap, a bolygóknak nagyon közel kell lenniük hozzájuk, hogy az élhető zónában legyenek. Ez a közelség azonban árapály-záródáshoz vezet, ami csökkentheti az alkalmazhatóság esélyét. A munka mögött álló csoport szerint, aki az amerikai csillagászat éves ülésén mutatta be, ezek a bolygók szinte biztosan árapályosak.
A legbelső bolygó, a TOI 700 b, nagyjából megegyezik a Földdel, és 10 naponként kering. A középső 700 b-os bolygó 2,6-szor nagyobb, mint a Föld, és 16 naponként kering egy pályán. 700 c valószínűleg egy olyan világ, amelyben a gáz uralja. 700 d kb. 20% -kal nagyobb, mint a Föld, és 37 nap alatt kering egy pályán.
A felfedezés - az élő földrajzi világ első földméretű világának - jelentősége miatt a tudósok biztosak voltak benne. A bizonyosság iránti igény miatt Joseph Rodriguez vezetésével az Asztrofizikai Központ tudósokból álló csoport | Harvard & Smithsonian nyomkövetési megfigyeléseket kért Spitzerrel a TOI 700 d megerősítésére.
Nem ez az első alkalom, hogy a NASA Spitzer Űrtávcsőjét felszólították egy exoplanet felfedezésének megerősítésére, és Spitzer szögezte fel.
"Spitzer pontosan akkor látta a TOI 700 d tranzitját, amikor elvártuk."
Joseph Rodriguez, Harvard és az SMithsonian Astrofizikai Központ
"Figyelembe véve ennek a felfedezésnek a hatását - hogy ez a TESS első lakhatósági övezetbeli Föld méretű bolygója - valóban azt akartuk, hogy e rendszer megértése a lehető legkonkrétabb legyen" - mondta Rodriguez. Spitzer pontosan akkor látta a TOI 700 d tranzitját, amikor elvártuk. Ez nagyszerű kiegészítés egy olyan misszió örökségéhez, amely hozzájárult a TRAPPIST-1 két bolygó megerősítéséhez és további öt azonosításához. "
Spitzer határozottan megerősítette a TESS által talált eredményeket. Megerősítette, hogy a tranzit valójában bolygó volt, nem pedig egy kisebb, tompább társcsillag. Spitzer szintén finomította a TESS-mérések megbízhatóságát. A NASA sajtóközleményében elmondta, hogy Spitzer „56% -kal és 38% -kal élesítette a <TOI 700 d’s” keringési periódusának méréseit. További követési megfigyelések egy kis, 1 méteres földi távcső segítségével további megerősítést nyújtottak a felfedezéshez.
De még az összes ilyen megfigyelés mellett is a csillagászok még mindig a bolygó és annak rendszerének tanulmányozásának korai szakaszában vannak. A közelségnek köszönhetően a csillagászok földi távcsövekkel képesek lesznek pontosabban megvizsgálni a 700 d tömeget, és remélhetőleg megerősíteni a rendszer mindhárom exoplaneta földi vagy gáznemű természetét.
A jövőbe nézve a jövőbeni távcsöveknek - mind a földi, mind az űrtávcsöveknek - képeseknek kell lenniük a bolygók alaposabb tanulmányozására, esetleg még a légköri összetételük meghatározására is. De ez a jövőben lesz. Jelenleg az a csillagászok információja értékes: felhasználható a bolygók modellezésére és előrejelzések készítésére.
A NASA Goddard űrrepülési központjának kutatói már készítettek 20 700 dd potenciális környezeti modellt, hogy meghatározzák, milyen nyomás- és hőmérsékleti viszonyok vezethetik életképességüket. De bármit is modelleznek, és bármilyen jövőbeni nyomon követési megfigyelés is körülbelül 700 nap alatt megtudja, valószínűleg nagyon különbözik a Földtől. Az árapályon elzárt világban rendkívül eltérő az időjárás és az éghajlat.
"Izgalmas, mert függetlenül attól, hogy mit tudunk meg a bolygóról, az teljesen másképp fog kinézni, mint amit a Földön látunk."
Gabrielle Engelmann-Suissa, kutatási asszisztens, modellező csoport vezetője.
A modellek fontos célt szolgálnak az exoplanetek megértésében, mint például a TOI 700 d. A bolygó légkörének modellezésével az csillagászok megjósolhatják, hogy néz ki a légköri spektrum. Ezeket a modelleket összehasonlíthatjuk a tényleges spektrumokkal, amikor megkapjuk őket, hogy a csillagászok egyfajta kiindulási pontot kapjanak az exoplanet további megértéséhez.
"Egyszer, amikor a TOI 700 d tényleges spektrummal rendelkezünk, visszavonhatunk, összekapcsolhatjuk azokat a legközelebbi szimulált spektrummal, majd összekapcsolhatjuk azt egy modellel" - mondta Gabrielle Engelmann-Suissa, Goddard kutatási asszisztens, aki a modellező csapatot vezette. . "Izgalmas, mert függetlenül attól, hogy mit tudunk meg a bolygóról, az teljesen másképp fog kinézni, mint amit a Földön látunk."
A modellező csapat 20 különböző modellt készített 700 napra. Az egyik szimulációban az exoplanet sűrű, széndioxid uralkodó légköre volt egy fiatal Marshoz hasonlóan. Ebben a modellben a csillag felé néző oldalon mély felhőréteg volt. Egy másik modell szerint a bolygó a Föld szárazföldi változata, felhőtlen és széljei elindulnak a bolygó éjszakai oldalától, és a csillag oldalán egybeesnek.
A TESS körülbelül a kétéves küldetése, az exoplanetek keresése felé. A csillagászok azt várják el, hogy a TESS 10 000 bolygót talál, és becsléseik szerint ezek közül körülbelül 10 lenne Föld-szerű világ a csillagok lakható övezeteiben, mint a Nap. A TESS-t a MIT irányítja és üzemelteti, a NASA Goddard Űrközpontjában pedig irányítja.
Több:
- Sajtóközlemény: A NASA Planet Hunter megtalálja első földi méretű lakhatósági övezetének világát
- NASA: TESS, a tranzit Exoplanet Survey Satellite
- Space Magazine: Most, hogy a TESS működik, az csillagászok úgy becsülik, hogy 14 000 bolygót talál. 10 lehetnek földi világok egy napsütéses csillag lakható zónájában
