Hány egzoplaneta létezik? Nem olyan régen nem tudtuk, létezik-e ilyen. Aztán felismertünk néhány impulzus körül. Aztán elindították a Kepler űrhajót, és még pár ezer felfedezték őket. Most a NASA TESS (tranzit Exoplanet Survey Satellite) működik, és egy új tanulmány előrejelzi annak eredményeit.
A Kepler-felfedezések jobb képet adtak nekünk a többi naprendszer bolygóinak típusairól és számáról. De Keplernek meg voltak a korlátai és a saját mintavételi elfogultsága a mérési módszerek miatt. Kepler csak az ég egy kis területére összpontosított, amely az ég kb. 0,25% -át tette ki. Lehetséges, de nem feltétlenül valószínű, hogy az ég azon kevés része, amelyre Kepler összpontosított, nem képviseli egy nagyobb mintát.
A TESS sokkal különbözik a Kepler-től, különösen az ég területén, amelyet lefedi. Az égbolt kis részére összpontosító felmérés helyett teljes égbolt felmérést fog végezni. A NASA új bolygóvadásza a legfényesebb csillagokra is összpontosít. Ennek oka az, hogy elsődleges tudományos célja az, hogy Neptunánál nagyobb bolygót találjon, amely fényes csillagokat kering. A csillagoknak fényesnek kell lenniük, hogy a spektroszkópiai nyomon követés meg tudja határozni a bolygó tömegét és a légköri összetételt.
Annak ellenére, hogy nincs konszenzus abban, hogy milyen általánosak az exoplanetek méretük és orbitális periódusuk szempontjából, Kepler megmutatta nekünk, hogy az exoplanetek gyakoriak. A legtöbb csillag rendelkezik velük. De a Kepler által talált exoplanetek közül sok rendkívül távol van, több száztól több ezer parsecig tartva. Ezért a nehéz nyomon követési megfigyelések nehéz vagy lehetetlen. Mivel Tess a Földhöz közelebb lévő, világosabb csillagokra összpontosít, könnyebbé téve a követési megfigyeléseket más 'hatókörökkel', ennek eredményeinek reprezentatívabbnak és pontosabbnak kell lenniük az exoplanet populációk meghatározásakor.
A NESS és a Marylandi Egyetem, Thomas Barclay, Joshua Pepper és a NASA Elisa Quintana új tanulmánya előrejelzi a TESS eredményeit. A cikk megjelent a The Astrophysical Journal-ban. A három kutató felhasználta azt, amit tudunk a csillagpopulációról és amit tudunk az exoplanet populációiról, a TESS megfigyelési módjaival együtt, hogy becsléseket készítsen.
A szimulációnak három tényezője van:
- A csillagpopuláció szimulációja, amelyet a TESS megfigyel.
- Azokat a csillagokat keringő bolygók reprezentatív mintája.
- Annak előrejelzése, hogy hány ilyen bolygót észlel a TESS.
Becsléseiket „hozam-szimulációnak” hívják, és nem ez az első, amellyel a csillagászok találkoztak. Mielőtt hozzákezdenénk a számokhoz, felmerül a kérdés: Miért kell előre tudnunk, hogy mit talál a TESS?
A válasz erre az, hogy előzetes képet kapjunk arról, hogy miként nézhet ki egy követő megfigyelő program. A csillagászok szeretnek előre tervezni, mivel az erőforrások megfigyelése nagyon kedves. Nem akarják megvárni, amíg a TESS összes eredménye meg nem jelenik, mielőtt meggondolnák a következő lépéseket. Vagy csak izgatottak, mint a gyerekek egy cukorka történetben. Valószínűleg egy kicsit.
Barclay, Pepper és Quintana 300-szor végezték el a szimulációjukat, hogy megjussanak a várható hozamukhoz. Az eredmények sok részletét a csillagbolygók keringési típusa, a különböző bolygók észlelésére használt különféle megfigyelési módok és a nyomon követési megfigyelések hogyan érintik. De rövidebb formában íme, hogy a három kutató szerint a TESS a tervezett kétéves küldetése során megtalálja:
- Összesen 14 000 exoplaneta
- Ezek közül 2100 kisebb, mint 4 föld sugara (4R), 280 közül azok, amelyek kisebbek, mint 2R
- 70 vörös törpe csillagot keringő 70 lakható bolygó, közülük 9-nél kisebb, mint 2R
- 10 olyan földszerű világ, amely 2R-nél kevesebb, és amely olyan csillag lakható övezetében lehet, mint a Nap
Ez egy nagyon izgalmas szállítás. 14 000 egzoplaneta, ebből 10 lehet földszerű világ, olyan csillag lakható övezetében, mint a Nap. Ez nem azt jelenti, hogy ezt fogja találni a TESS, hanem jó hozzávetőlegesnek és érdekesnek kell lennie. Különösen azért, mert a Keplerrel ellentétben a TESS exoplanetjai elsődleges célok a további megfigyelés és jellemzés szempontjából.
Ez nem a TESS első hozamszimulációja. De ezt valódi, nem szimulált csillagpopulációval végzik, tehát pontosabbnak kell lennie. Egy másik, 2015-ös hozamszimuláció itt tekinthető meg, a 2017-ben pedig egy.
A szimulációs hozamok azt mutatják, hogy valószínűleg Földszerű bolygókat találunk lakható övezetekben. Legtöbben vörös törpékkel keringnek, de kevésnek kell lennie a Napszerű csillagok körül. Ez az, amit mindenki tudni akar.
De talán még ennél is fontosabb, hogy ezek a szimulációk azt mutatják, hogy a TESS teljesíti küldetésének célját: felfedezni a Neptunánál kisebb bolygók sokaságát, amelyet későbbi vizsgálatok során meg lehet vizsgálni, hogy meghatározzák tömegüket és légköri összetételüket.
Mindkét esetben a TESS jó úton halad a jó eredmények elérése érdekében.
- Kutatási cikk: A tranzit Exoplanet felmérési műholdas (TESS) felülvizsgált exoplanet-hozama
- Kutatási cikk: A TRANSITÁLÓ EXOPLANET-FELÜGYELET SZATELLIT: A PLANET-MEGHATÁROZÁSOK ÉS AZ ASTROPHYSICAL FALSE POZITÍVUMOK SZIMULÁCIÓI
- Kutatási cikk: Bolygódetektációs szimulációk számos lehetséges TESS kibővített küldetéshez
- NASA TESS Tudományos Támogató Központ
- A NASA Kepler küldetésének áttekintése
- Wikipedia bejegyzés: TESS
