НАСА TESS (Транзитиращ сателит за изследване на екзопланетите) намери първата си планета с размер на Земята, разположена в обитаемата зона на своята приемаща звезда. Находката беше потвърдена с космическия телескоп „Спицер“. Тази планета е един от малкото светове с размер на Земята, открити някога в обитаема зона.
Планетата се нарича TOI 700 d и е на около 100 светлинни години от Земята. Тя обикаля около TOI 700, готина звезда от М-джудже (червено джудже) в съзвездието Дорадо. Това е ключово откритие за TESS, тъй като той е проектиран да извлече планети с размер на Земята в други слънчеви системи.
Чрез астрономическите конвенции за именуване TOI 700 d е четвъртата най-отдалечена планета от своята звезда. Буквите b и c са планетите по-близо до звездата. (Буквата a е запазена за звездата и всички нейни спътници.)
TESS намира планети, като наблюдава големи откоси на небето в продължение на 27 дни. Той открива спада на звездната светлина, когато екзопланета преминава между нас и звездата. Всеки път, когато една планета премине пред своята звезда, тя се нарича транзит. В този случай TESS улови трите планети в системата TOI 700, преминавайки многократно.
Новата система и нейната планета са сравнително близки в астрономическо отношение. Тази близост е ключова част от мисията на TESS: не само е проектирана да намери планети с размер на Земята, но и да позволи на други телескопи да правят последващи наблюдения. Това е по-трудно, колкото по-далече е екзопланетата.
„TESS е създаден и пуснат специално за намиране на планети с размер на Земята, обикалящи около орбитите на близки звезди“, казва Пол Херц, директор на отдела по астрофизика в централата на НАСА във Вашингтон. „Планетите около близките звезди са най-лесни за проследяване с по-големи телескопи в Космоса и на Земята. Откриването на TOI 700 d е ключова научна находка за TESS. Потвърждаването на размера на планетата и обитаемата зона на Спицер е поредната победа за Спицер, тъй като той наближава края на научните операции през този януари. "
Звездата-домакин е малка, готина M-джудже (червено джудже), около 40% от масата на Слънцето. Картите, които изследванията на TESS се наричат сектори, а TOI 700 се появиха в множество сектори през първата година на работа на TESS. Първоначално астрономите неправилно определиха звездата като по-подобна на нашето Слънце. Това от своя страна направи планетите да изглеждат по-големи и по-горещи. В крайна сметка грешката беше коригирана и сега астрономите могат да видят, че TOI 700 d е в обитаемата зона.
"Когато коригирахме параметрите на звездата, размерите на нейните планети спаднаха и разбрахме, че най-външната е за размера на Земята и в обитаемата зона", казва Емили Гилбърт, един от изследователите и аспирант в Университета на Чикаго.
Един проблем с екзопланетите, които обикалят около звездите на червените джуджета, е изгарянето. Червените джуджета са дълголетни, което ги прави интересни кандидати за развитието на живота на техните планети. Но те могат да проявят значително изгаряне, понякога удвоявайки своята енергия за няколко минути, нещо, което предизвиква голям дебат, що се отнася до потенциалното обитаване на техните планети. Но според Гилбърт, TOI 700 d не проявява пламтяща активност.
„Освен това, за 11 месеца данни не видяхме изблици от звездата, което подобрява шансовете TOI 700 d да бъде обитаем и улеснява моделирането на атмосферните и повърхностните му условия“, казва Гилбърт.
Друг проблем с екзопланетите около орбитите на червените звезди джудже е заключването на приливите и отливите. Тъй като червените джуджета произвеждат толкова много по-малко енергия от звезда като нашето Слънце, планетите трябва да са много близо до тях, за да бъдат в обитаемата зона. Но тази близост води до заключване на приливите и отливите, което може да намали шансовете за обитаемост. Според екипа, стоящ зад този труд, който го представи на годишната среща на американската астрономика, тези планети са почти сигурно заключени.
Най-вътрешната планета, TOI 700 b, е с приблизително същия размер като Земята и орбитира на всеки 10 дни. Средната планета, 700 c, е 2,6 пъти по-голяма от Земята и завършва орбита на всеки 16 дни. 700 c вероятно е свят, доминиран от газ. 700 d е с около 20% по-голям от Земята и завършва орбита за 37 дни.
Поради значението на това откритие - първия свят с големина на Земята в обитаемата зона, учените искаха да бъдат сигурни в това. Поради тази нужда от сигурност екип от учени, ръководен от Джоузеф Родригес, от Центъра за астрофизика | Harvard & Smithsonian поискаха последващи наблюдения със Spitzer за потвърждаване на TOI 700 d.
Не за първи път космическият телескоп на НАСА е призован да потвърди откриването на екзопланета и Спицер го закова.
„Спицер видя, че TOI 700 d преминава точно когато очаквахме.“
Джоузеф Родригес, Харвард и Смитсонов център за астрофизика
„Като се има предвид въздействието на това откритие - че това е първата обитаема зона на планетата с размер на Земята на TESS - ние наистина искахме нашето разбиране за тази система да бъде възможно най-конкретно“, каза Родригес. „Спицер видя, че TOI 700 d преминава точно когато очаквахме. Това е чудесно допълнение към наследството на мисия, която помогна за потвърждаването на две от планетите TRAPPIST-1 и идентифицирането на още пет. "
Спицер предостави категорично потвърждение на това, което откри TESS. Той потвърди, че транзитът всъщност е планета, а не по-малка, по-тъмна придружителна звезда. Шпицер също изясни доверието в измерванията на TESS. В съобщение за пресата НАСА казва, че Спицер „е изострил измерванията си от орбиталния период <TOI 700 d's> с 56% и с размерите си с 38%.“ Повече последващи наблюдения от малък 1 метров наземен телескоп предоставиха допълнително потвърждение на откритието.
Но дори и при цялото това наблюдение, астрономите все още са в ранните етапи на изучаване на тази планета и нейната система. Благодарение на близостта си, астрономите ще могат да използват наземни телескопи, за да изследват по-точно 700 d маса и да се надяват да потвърдят земната или газообразна природа на трите екзопланети в системата.
Погледнато напред, бъдещите телескопи - както наземни, така и космически телескопи - трябва да могат да изучават планетите по-задълбочено, може би дори да определят техния атмосферен състав. Но това е в бъдеще Засега информацията, която имат астрономите, е ценна: тя може да се използва за моделиране на планетите и да правят прогнози.
Изследователи от Центъра за космически полети на Годард на НАСА вече са създали 20 модела от 700 d потенциални среди, за да видят какви условия на налягане и температура могат да доведат до обитаемост. Но каквото и да моделират и каквито и бъдещи последващи наблюдения да открият около 700 d, вероятно е много различно от Земята. Изключително заключен свят би имал много по-различно време и климат.
„Вълнуващо е, защото независимо от това, което разберем за планетата, ще изглежда напълно различно от това, което имаме тук на Земята.“
Габриел Енгелман-Суиса, научен сътрудник, ръководител на екип за моделиране.
Моделите служат на важна цел в разбирането на екзопланети като TOI 700 d. Чрез моделиране на атмосферата на планетата астрономите могат да предвидят как биха изглеждали атмосферните спектри. Тези модели могат да бъдат сравнени с действителните спектри, когато ги получим, за да дадем на астрономите своеобразна отправна точка за по-нататъшното разбиране на екзопланетата.
„Някой ден, когато имаме истински спектри от TOI 700 d, можем да ги върнем назад, да ги съпоставим с най-близкия симулиран спектър и след това да го съпоставим с модел“, казва Габриел Енгелман-Суиса, научен сътрудник в Годард, който ръководи екипа за моделиране , „Вълнуващо е, защото независимо от това, което разберем за планетата, ще изглежда напълно различно от това, което имаме тук на Земята.“
Екипът на модела произведе 20 различни модела за 700 d. В една симулация екзопланетата имаше плътна атмосфера с доминиран въглероден диоксид, подобна на млад Марс. В този модел, обърната към звездата страна имаше дълбок слой облаци. В друг модел планетата е изцяло наземна версия на Земята, безоблачна и с ветрове, изтичащи далеч от нощната страна на планетата, сближаващи се от звездата.
TESS е на около половината път през своята двугодишна мисия да намери екзопланети. Астрономите очакват TESS да открие 10 000 планети и смятат, че около 10 от тях биха могли да приличат на земни светове в обитаемите зони на звезди като нашето Слънце. TESS се ръководи и управлява от MIT и се управлява от Центъра за космически полети Goddard на НАСА.
Повече ▼:
- Прессъобщение: НАСА Планета Хънтър открива първия си свят с обитаема зона на Земята
- НАСА: TESS, Транзитиращият сателит за изследване на екзопланетите
- Космическо списание: Сега, когато TESS работи, астрономите изчисляват, че ще намерят 14 000 планети. 10 Могат да бъдат земни светове в обитаема зона на Слънцеподобна звезда
