Колко екзопланети има? Не толкова отдавна не знаехме дали има такива. Тогава открихме няколко около пулсари. Тогава космическият апарат Kepler беше изстрелян и той откри още няколко хиляди. Сега TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) на НАСА работи, а ново проучване прогнозира своите открития.
Констатациите на Кеплер ни дадоха по-добра представа за видовете и броя на планетите в други слънчеви системи. Но Kepler имаше своите ограничения и собствени пристрастия за вземане на проби поради своите методи на измерване. Кеплер също се съсредоточи само върху една малка площ от небето, която представлява около 0,25% от небето. Възможно е, но не непременно вероятно, малката част от небето, върху която е фокусиран Кеплер, не е представителна за по-голяма извадка.
TESS е много по-различен от Kepler, особено в областта на небето, която покрива. Той ще извърши проучване по цялото небе, а не изследване, фокусирано върху малка част от небето. Новият ловец на планети от НАСА ще се съсредоточи и върху най-ярките звезди. Това е така, защото основната му научна цел е да намери планети, по-големи от Нептун, които обикалят около орбитата на ярки звезди. Звездите трябва да са ярки, така че последващите спектроскопски наблюдения да могат да определят масата на планетата и атмосферните състави.
Въпреки че нямаме консенсус за това колко общи са екзопланетите по отношение на техния размер и орбитални периоди, Кеплер ни показа, че екзопланетите са често срещани. Повечето звезди ги имат. Но много от екзопланетите, които Кеплер намери, са изключително далечни, от стотици до хиляди парсеси. Така че подробните последващи наблюдения са трудни за невъзможни. Тъй като Тес се фокусира върху по-близки, по-ярки звезди, по-близо до Земята, което прави последващите наблюдения с други „обхвати“ по-лесни, резултатите от нея трябва да бъдат по-представителни и по-точни при определяне на популациите на екзопланети.
Ново проучване на Томас Барклай от НАСА и Университета в Мериленд, Джошуа Пепър от университета Лехи и Елиса Куинтана от НАСА прогнозира резултатите от TESS. Документът им е публикуван в The Astrophysical Journal. Тримата изследователи използваха това, което знаем за звездната популация и какво знаем за популациите на екзопланети, комбинирани с режимите на наблюдение на TESS, за да направят своите оценки.
Има три фактора в тяхната симулация:
- Симулация на звездната популация, която TESS ще наблюдава.
- Представителна извадка от планети, обикалящи около тези звезди.
- Прогноза за това колко от тези планети ще открие TESS.
Техните оценки се наричат „симулация на добива“ и това не е първото, което астрономите измислят. Но преди да стигнем до числата, въпрос: Защо е необходимо предварително да знаем какво ще намери TESS?
Отговорът на това е да се даде началото на това как може да изглежда програма за последващи наблюдения. Астрономите обичат да планират напред, тъй като наблюдаването на ресурсите е толкова скъпо. Те не искат да чакат, докато не се получат всички резултати от TESS, преди да помислят за следващите стъпки. Или може би са просто развълнувани като деца в бонбонена история. Малко и от двете, вероятно.
Barclay, Pepper и Quintana изпълниха симулацията си 300 пъти, за да излязат с прогнозирания си добив. Има много подробности в техните резултати, свързани с вида на звездата на орбитата на планетите, различния режим на наблюдение, използван за откриване на кои планети и как всичко е свързано с последващи наблюдения. Но в по-кратка форма, ето какво тримата изследователи смятат, че TESS ще открие по време на планираната си двугодишна мисия:
- 14 000 общи екзопланети
- 2100 от тях ще бъдат по-малки от 4 радиуса на Земята (4R), 280 от тези, по-малки от 2R
- 70 обитаеми планети, обикалящи около звезди на червени джуджета, 9 от които по-малки от 2R
- 10 Земноподобни светове, по-малки от 2R, които биха могли да бъдат в обитаемата зона на звезда като нашето Слънце
Това е доста вълнуващо изнасяне. 14 000 екзопланети, от които 10 биха могли да бъдат светоподобни светове в обитаемата зона на звезда като Слънцето. Това не означава, че това ще намери TESS, но трябва да бъде добро приближение и интригуващо. Особено тъй като, за разлика от Кеплер, екзопланетите на TESS са основни цели за по-нататъшно наблюдение и характеризиране.
Това не е първата симулация на добив за TESS. Но това се прави с реална, а не от симулирана звездна популация, така че трябва да бъде по-точна. Друга симулация на добива от 2015 г. може да видите тук, а една от 2017 г. тук.
Резултатите от симулацията ни показват, че е вероятно да открием планети, подобни на Земята, в обитаеми зони. Повечето от тях ще бъдат в орбита червени джуджета, но малък брой трябва да е около звезди, подобни на слънце. Това е, което всеки иска да знае.
Но може би по-важното е, че тези симулации ни показват, че TESS ще изпълни целта на мисията си: да открие изобилие от планети, по-малки от Нептун, които могат да бъдат изследвани в последващи проучвания за определяне на техните маси и атмосферни състави.
И в двата случая TESS е на път, за да даде солидни резултати.
- Документ за изследване: Преработен доход от екзопланета от спътниковия сателит за транзитна екзопланета (TESS)
- Документ за изследване: СЪХРАНЕНИЕ НА ПРЕХОДНАТА ЕКСПОЛАНЕТНА ИЗСЛЕДВАНИЯ: МОДИЛИРАНЕ НА ПЛАНЕТНИ ИЗВЪРШВАНИЯ И АСТРОФИЗИЧНИ ЛЕЖНИ ПОЛИТИВИ
- Документ за изследване: Симулации за откриване на планети за няколко възможни мисии TESS
- Научен център за подкрепа на НАСА TESS
- Преглед на мисията на НАСА Кеплер
- Запис в Уикипедия: TESS
