Keď NASA v roku 2018 uviedla TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), mala to konkrétny cieľ. Zatiaľ čo jeho predchodca, Keplerova kozmická loď, našiel tisíce exoplanet, veľa z nich boli obrovské plynové giganty. TESS bol poslaný do vesmíru s prísľubom: nájsť menšie planéty podobné veľkosti ako Zem a Neptún, obiehať okolo stabilných hviezd bez veľkého vzplanutia. Astronómovia dúfali, že tieto obmedzenia identifikujú viac exoplanet, ktoré sú potenciálne obývateľné.
Týmto objavom troch nových exoplanet TESS plní svoj sľub.
Tri nové exoplanety nie sú také, na čo sme zvyknutí. Počas misie Keplerovej kozmickej lode sme si zvykli exoplanetové objavy. Planéty však boli zväčša väčšie ako Zem a mnohé z nich boli plynové giganty, horúce Jupitery a podobné. Tieto tri nové sa však líšia: jedna je o niečo väčšia ako Zem a ďalšie dve sú zhruba dvakrát väčšie ako Neptún, čo je z hľadiska exoplanety malé.
Všetky tri obiehajú slabú, chladnú hviezdu zvanú TOI (TESS Object Of Interest) 270, vzdialenú asi 73 svetelných rokov v súhvezdí Pictor. TOI 270 je trpasličia hviezda typu M, ktorá je o 40% menšia ako naše Slnko, čo sa týka hmotnosti aj veľkosti. Je tiež asi o jednu tretinu chladnejšia ako Slnko. Tieto tri planéty sú z hľadiska planéty mierne, ale planéty sú v porovnaní so Zemou stále veľmi horúce, pretože sú blízko svojej hviezdy.
Tieto tri planéty sú podľa konvencie pomenované TOI 270 b, cad, od najvnútornejšej k najvzdialenejšej planéte.
TOI 270 b je pravdepodobne skalnatý svet ako Zem, ale o 25% väčší. Trvá len 3,4 dňa, keď obieha svoju hviezdu vo vzdialenosti 0,03 AU, asi 13-krát bližšie k svojej hviezde než Merkúr k Slnku. Tím TESS predpokladá, že je asi 1,9-krát hmotnejší ako Zem.
Bohužiaľ, 270 b sa horí. Nie tak horúco, ako veľa horúcich Jupiterov, ktoré Kepler objavil, ale stále príliš horúcich na celý život, ako ho poznáme. Rovnovážna teplota - teplota pred akýmikoľvek poveternostnými vplyvmi - je 254 stupňov Celzia (490 F.). Je tiež prílivovo uzamknutá k hviezde.
Stredná planéta sa nazýva TOI 270 c a jej 2,4-krát väčšia ako Zem. Obieha hviezdu každých 5,7 dní. Najvzdialenejšia planéta 270 d je 2,1-krát väčšia ako Zem a obieha hviezdu každých 11,4 dní. Tieto dve planéty nazývajú „mini-Neptúny“, pretože sú zložené prevažne z plynu a majú asi polovicu veľkosti Neptúna. Obaja sú úhľadne uzamknutí k svojej hviezde.
Najvzdialenejšia planéta je pre vedcov obzvlášť zaujímavá, pretože je to najmiernejšia planéta z týchto troch. Rovnovážna teplota TOI 270 d je približne 66 stupňov Celzia (150 F), stále veľmi horúca v zemských podmienkach, ale dosť mierna, aby bola zriedkavá pre exoplanety.
Nový dokument, ktorý načrtáva tieto zistenia, je uverejnený v časopise Nature Astronomy. Článok je nazvaný „Super-Zem a dva sub-neptúny, ktoré prechádzajú blízkym a tichým trpasličím TOI-270.“
"Tento systém je presne to, čo TESS navrhol, aby našiel - malé, mierne planéty, ktoré prechádzajú alebo prechádzajú pred neaktívnou hostiteľskou hviezdou, ktorá postráda nadmernú hviezdnu aktivitu, ako sú svetlice," uviedol vedecký výskumník Maximilian Günther, Torres Postdoctoral. Člen technologického inštitútu v Massachusetts Institute of Technology (MIT) Kavli pre astrofyziku a vesmírny výskum v Cambridge. „Táto hviezda je tichá a veľmi blízko k nám, a preto je oveľa jasnejšia ako hostiteľské hviezdy porovnateľných systémov. Vďaka rozšíreným následným pozorovaniam čoskoro budeme môcť určiť zloženie týchto svetov, zistiť, či je prítomná atmosféra a aké plyny obsahujú, a ďalšie.
Tieto zistenia sú zaujímavé, pretože naša slnečná sústava neobsahuje nič ako dva mini-Neptúny alebo sub-Neptúny. V skutočnosti sú planéty s veľkosťou medzi 1,5 a 2-násobkom veľkosti Zeme, ak vieme, tiež veľmi zriedkavé v populácii exoplanet.
„Zaujímavým aspektom tohto systému je to, že jeho planéty prechádzajú dobre známou medzerou v známych veľkostiach planét,“ uviedol spoluautor Fran Pozuelos, postdoktorandský výskum na univerzite v Lutychu v Belgicku. „Je neobvyklé, že planéty majú veľkosti 1,5 až 2-krát väčšie ako Zem z dôvodov, ktoré pravdepodobne súvisia s tvorbou planét, ale stále ide o veľmi kontroverznú tému. TOI 270 je vynikajúce laboratórium na štúdium okrajov tejto medzery a pomôže nám lepšie pochopiť, ako sa planétové systémy formujú a vyvíjajú. “
Astronómovia dúfali, že TESS nájde tieto typy planét, aby ďalšie ďalekohľady mohli robiť následné pozorovania. Najmä vesmírny teleskop James Webb bude schopný identifikovať atmosféry niektorých z týchto planét.
„TOI 270 je dokonale situovaný na oblohe na štúdium atmosféry svojich vonkajších planét s budúcim vesmírnym teleskopom agentúry NASA James Webb,“ uviedla spoluautorka Adina Feinstein, doktorandka na univerzite v Chicagu. „Webb bude pozorovateľný viac ako pol roka, čo by umožnilo skutočne zaujímavé porovnávacie štúdie medzi atmosférami TOI 270c a d.“
Tím, ktorý stojí za týmito výsledkami, si myslí, že hoci sú tieto výsledky vzrušujúce, v tejto slnečnej sústave je viac. Ďalšie pozorovanie môže odhaliť ďalšie planéty. Možno je z hviezdy vzdialenejšia ďalšia skalná planéta, než je TOI 270 d. Ak áno, môže to byť ešte miernejšie. A ak má skalnaté jadro a atmosféru, môže na svojom povrchu zadržiavať tekutú vodu.
Toto je vzrušujúce obdobie vo výskume exoplanet. S výsledkami, ako sú tieto, as tým, ako sa James Webb napokon objaví online, naše chápanie populácie exoplanet porastie míľovými krokmi.
Viac:
- Tlačová správa: TESS Mission skóre NASA „Hat Trick“ s 3 novými svetmi
- Research Paper: Super-Earth a dva sub-Neptunes, ktoré prechádzajú blízkym a pokojným trpasličím M TOI-270
- NASA TESS
- Space Magazine: Koľko planét nájde TESS?
- Space Magazine: Teraz, keď je TESS funkčný, astronómovia odhadujú, že nájdu 14 000 planét. 10 by mohlo byť pozemským svetom v obývateľnej zóne Slnečnej hviezdy
