Nasin najnovejši lovec na planete je verjetno našel svoj prvi planet, nekaj dni za tem pa še drugi. Astronomi čakajo na neodvisno potrditev od drugih teleskopov, vendar bi se lahko nabiranje novih planetov pojavilo po zaslugi seznama kandidatov 73, ki je globoko in šteto - impresiven izvleček vesoljskega teleskopa, ki je svojo prvo znanstveno podobo posnel pred manj kot dvema mesecema.
Tranzitni satelit za raziskovanje eksoplanetov (TESS) se je začel aprila letos in nekaj mesecev je letel do končne orbite, pri čemer se je vrtel približno do lune in nato spet blizu, da bi prenašal podatke na Zemljo. Na tej točki bo TESS izvedel dveletno raziskavo, s katero bo pregledal približno 85 odstotkov neba. Pričakovano je, da bo opazovalnica v orbiti opazila na tisoče eksoplanetov okoli najbližjih in najsvetlejših zvezd - popolni kandidati za nadaljnje študije z uporabo večjih teleskopov.
Prva dva planeta, ki ju je odkril TESS, sta res čudna sveta. Eden je videti kot miniaturni Neptun, vendar sedi precej bližje svoji zvezdi, zaradi česar je bolj vroč in hlapljiv od velikega modrega planeta našega osončja. Drugi je svet velikosti Zemlje, zaprt v objemu s svojo zvezdo tako tesno, da orbito konča v samo 11 urah, zaradi česar so površinske razmere še posebej peklenske.
Toda od tisoč eksoplanetov, ki jih bo razkril TESS, znanstvenike zanima predvsem le en odstotek. Natalia Guerrero, namestnica vodje TESS Predmetov zanimanja (TOI) na MIT-u, pravi, da je vesoljsko plovilo res v lovu za približno 50 planetov, vsak manj kot štirikrat večji od polmera Zemlje in znotraj območja, v katerem živi njihova zvezda. *
"Upamo, da bomo našli več kot to, vendar to pričakujemo, " pravi Guerrero.
Tranzitni satelit za anketo eksoplanetov (TESS) je v torek, 7. avgusta, posnel posnetek velikega magellanskega oblaka (desno) in svetle zvezde R Doradusa (levo) s samo enim detektorjem ene od njegovih kamer. Okvir je del del južnega neba je TESS zajel v svoji prvi luči znanstvene podobe kot del svojega začetnega kroga zbiranja podatkov. (NASA / MIT / TESS) Medtem ko bo celoten katalog eksoplanetov znanstvenikom pomagal spoznati razporeditev planetov po galaksiji, je peščica, za katero Guerrero upa, da jo bo našel več, idealna tarča pri iskanju drugega življenjskega sveta. Planet, ki je manjši od štirih zemeljskih polmerov, je na primer verjetno skalnat, in če kroži tudi na pravilno razdaljo od svoje zvezde (odvisno od velikosti in temperature zvezde), bi lahko podpiral tekočo površinsko vodo. Številni drugi dejavniki vplivajo na to, ali lahko na planetu resnično obstaja življenje - na primer obilje organskih spojin -, vendar glede na to, kar vemo o Zemlji, se zdi, da so kamniti planeti z vodo najboljši kraj za začetek.
Poleg tega bo naslednja generacija velikih teleskopov lahko te planete preučevala na načine, ki jih s teleskopi danes ni mogoče. TESS najde planete s pomočjo tranzitne metode, ki išče potop v zvezdni svetlobi, ki jo povzroči planet, ki se giblje spredaj. Prefinjeni svetlobni senzorji na vesoljskem teleskopu "lahko zaznajo količino svetlobe, ki jo molj blokira, ko leti čez polno luno, " pravi Guerrero. Zato bo vsak planet, ki ga odkrije TESS, tak, ki bo pred svojo zvezdo prešel iz naše perspektive, kar predstavlja priložnost za iskanje ciljev za naslednji velik korak v lovu na svet, podoben Zemlji: merjenje atmosfer.
Če želite ugotoviti, iz kakšne atmosfere je eksoplanet, potrebujete instrument, imenovan spektrometer, s katerim lahko analizirate kemični podpis nebesnih predmetov. Ko planet mineva pred svojo zvezdo, nekaj zvezdne svetlobe prehaja skozi ozračje, določene valovne dolžine svetlobe pa se filtrirajo s prisotnostjo določenih elementov. Trenutno lahko s takšnim teleskopom Hubble takšne meritve opravimo le za bližnje planete velikosti Jupiter ali več. Toda velikanski vesoljski teleskopi - takšni kot prihajajoči vesoljski teleskop James Webb, pošast na teniških igriščih, ki naj bi se začela leta 2021 - bodo lahko izolirali svetlobo skozi ozračje manjšega planeta, da bi ugotovili, iz česa je sestavljen zrak planeta . S pravim teleskopom in pogoji se lahko atmosfera razkrije in svet, za katerega vemo, da ima velikost Zemlje, bi lahko resnično postal podoben Zemlji, če bi imel takšno, kakršno je naše.
TESS išče planete, ki so sorazmerno blizu, v približno 330 svetlobnih letih, raztreseni po Severni in Južni polobli (vesoljski teleskop trenutno išče jug in se bo obrnil proti severu nekje prihodnje leto). Ta pristop je za razliko od Nasinega drugega velikega vesoljskega teleskopa Kepler, ki že približno štiri leta strmi v isto zvezdniško polje. Medtem ko lahko Kepler zbere dovolj svetlobe za iskanje planetov, ki je oddaljen 3000 svetlobnih let, bo nova raziskovalna misija s podjetjem TESS našla bližnje planete na vseh lokacijah neba.
Abel Mendez, direktor laboratorija za planetarno življenjsko dobo na Univerzi v Portoriku na Arecibu, hrani katalog potencialno bivalnih planetov, ki so ga našli do zdaj. Trenutno je na seznamu skupno 55 planetov z 22 Zemlji velikosti, enim Marsom in 32 "Super-Zemlji", ki sta približno dvakrat večja od Zemlje. (To so optimistične številke - pod najstrožjim naborom kriterijev samo 14 planetov doseže "bivanje".)
Mendez pravi, da verjame, da bo TESS prinesel "desetine" novih bivalnih eksoplanetov, teleskop pa bo razširil tudi sposobnost njegove ekipe za preučevanje nekaterih teh oddaljenih svetov. Od nekaj deset znanih bivalnih planetov je le štiri od njih v vidnem polju Areciba. "TESS bo zagotovil veliko več ciljev za nadaljnja opazovanja Areciba in mnogih drugih teleskopov po svetu, " pravi Mendez.
Naslednja opazovanja s teleskopi po vsem svetu nas lahko poleg sondiranja oddaljenih atmosfer naučijo tudi presenetljive količine o oddaljenih planetih. Vzemite na primer Pi Mensae c, prvi planet, ki ga je odkril TESS. Svet kroži okoli zvezde Pi Mensae približno 60 svetlobnih let, oziroma 350 bilijonov milj. Orbito konča v samo 6, 27 dni, polmer pa je približno dvakrat večji od Zemlje - dva parametra, ki ju TESS lahko izmeri, ko planet prehaja pred svojo gostiteljsko zvezdo.
Vendar obstaja še en pomemben del podatkov, ki ga TESS ne more izmeriti: masa.
Planet Pi Mensae c ima skoraj petkrat večjo maso Zemlje. Za izračun te številke so morali astronomi ponovno potopiti v stare podatke o zvezdi. Pi Mensae, ali HD 39091, je bilo že znano, da ima en velikanski planet - desetkrat večjo od mase Jupitra. Ta planet je leta 2001 našlo anglo-avstralsko iskanje planetov (ena najzgodnejših lovskih skupin eksoplanetov) s postopkom, imenovanim radialna hitrost. Metoda radialne hitrosti pregleduje motnje v gibanju zvezde, kar lahko kaže na to, da se planet zvezda vleče s svojo gravitacijo. Tehnika je uporabna predvsem za iskanje ogromnih planetov, vendar ko enkrat odkrijemo, lahko za izračun mase uporabimo radialne meritve hitrosti.
"Medtem ko je signal [novega] planeta vsekakor prisoten v že obstoječih podatkih, ni zelo velik, ker je planet tako majhen, " pravi Jennifer Burt, podoktorska sodelavka iz Torresa na Institutu za astrofiziko in vesoljske raziskave MIT Kavli, ki sodeluje - napisal papir, ki podrobno opisuje prvi planet TESS.
Tehniki delajo za dokončanje vesoljskega teleskopa TESS pred izstrelitvijo. (NASA) Po določitvi mase Pi Mensae c so astronomi spoznali, da je planet verjetno bolj podoben izredno majhni različici Neptuna, ne pa zelo veliki različici Zemlje. Toda v nekaj dneh po razglasitvi svojega prvega planeta je ekipa TESS-a že našla svoj drugi - in to resnično čudno.
Na planetu kroži zvezda LHS 3844, ki je kul, majhna zvezda, imenovana rdeči škrat. Te kul male zvezde predstavljajo najbolj obilno vrsto zvezde v vesolju. Številni rdeči palčki imajo planete, ki krožijo v nekaj dneh, toda novoodkriti planet okoli LHS 3844 konča svojo orbito v samo 11 urah. En teden na Zemlji predstavlja 15 "let" na tem planetu, kar ga uvršča v majhen razred planetov ultra kratkega obdobja.
Sprva bodo odkritja TESS nagnjena k tovrstnim planetom - večkratni prehodi čez zvezdo pomenijo, da jih je lažje zaznati. Ker je na desetine močnih kandidatov še vedno na seznamu TESS za ta sektor, bi bilo lahko za vogalom veliko odkritij. Taki zavarovalni planeti se bodo med misijo nabrali, medtem ko čakamo, da bomo v nekaj sto dneh odkrili več zemeljskih svetov, ki krožijo po njihovih zvezdah.
A kot poudarja Burt, tudi nevsiljivi planeti slikajo sijajno zgodbo nočnega neba. Zvezda Pi Mensae, zdaj z dvema znanima planetama, je dovolj svetla, da jo vidimo s prostim očesom. Ko se začne prvotna dvoletna misija TESS-a - in ekipa že načrtuje podaljšanje misije - bi morali dobro razumeti, katere zvezde v bližini imajo svoje orbite po svetu.
"Ko bo TESS zaključil svoje poslanstvo, bi se lahko odpravili na svoje dvorišče, se usmerili proti zvezdi in vedeli, da okoli nje obstajajo planeti, " pravi Burt. Morda bo eden od teh planetov celo nekoliko podoben našemu.
* Urednikova opomba, 28. september 2018: V prejšnji različici tega članka je bilo napačno zapisano, da je ekipa TESS upala, da bo v območju, v katerem je živel, našla približno 50 planetov z manj kot štirikrat večjo maso Zemlje, ko je bila v resnici manjša kot štirikrat večji od polmera Zemlje. Zgodba je bila urejena, da bi to dejstvo popravila.
