Koľko exoplanet existuje? Nie je to tak dávno, nevedeli sme, či nejaké existujú. Potom sme našli niekoľko okolo pulzarov. Potom bola spustená kozmická loď Kepler a objavila ďalších niekoľko tisíc. Teraz je v prevádzke NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) a nová štúdia predpovedá jej zistenia.
Zistenia Keplera nám poskytli lepšiu predstavu o typoch a počtoch planét v iných solárnych systémoch. Kepler však mal kvôli svojim metódam merania svoje obmedzenia a vlastné skreslenie vzorkovania. Kepler sa tiež sústredil iba na jednu malú oblasť oblohy, ktorá tvorila asi 0,25% oblohy. Je možné, ale nie nevyhnutne pravdepodobné, že malá časť oblohy, na ktorú sa Kepler zameriava, nie je predstaviteľom väčšej vzorky.
TESS sa líši od Keplera, najmä v oblasti oblohy, ktorú pokrýva. Namiesto prieskumu zameraného na malú časť oblohy bude vykonávať prieskum na celej oblohe. Nový lovec planét NASA sa tiež zameria na najjasnejšie hviezdy. Je to preto, že jej hlavným vedeckým cieľom je nájsť planéty väčšie ako Neptún, ktoré obiehajú jasné hviezdy. Hviezdy musia byť jasné, aby sledovacie spektroskopické pozorovania mohli určiť hmotu planéty a zloženie atmosféry.
Aj keď nemáme konsenzus o tom, aké bežné sú exoplanety z hľadiska ich veľkosti a obežných období, Kepler nám ukázal, že exoplanety sú bežné. Väčšina hviezd ich má. Ale veľa z exoplanet, ktoré Kepler našiel, sú veľmi vzdialené, od stoviek po tisíce parsecov. Takže podrobné následné pozorovania sú ťažko nemožné. Pretože Tess sa zameriava na bližšie, jasnejšie hviezdy bližšie k Zemi, čo uľahčuje následné pozorovania s inými rozsahmi, jeho výsledky by mali byť reprezentatívnejšie a presnejšie pri určovaní populácií exoplanet.
Nové štúdie od Thomasa Barclaya z NASA a University of Maryland, Joshua Pepper z Lehigh University a Elisa Quintana z NASA predpovedali výsledky TESS. Ich príspevok bol publikovaný v The Astrophysical Journal. Traja vedci použili to, čo vieme o hviezdnej populácii a čo vieme o populáciách exoplanet, v kombinácii s režimami pozorovania TESS, aby prišli so svojimi odhadmi.
Pri ich simulácii existujú tri faktory:
- Simulácia hviezdnej populácie, ktorú bude pozorovať TESS.
- Reprezentatívna vzorka planét obiehajúcich okolo týchto hviezd.
- Predpoveď, koľko z týchto planét bude detekovať TESS.
Ich odhady sa nazývajú „simulácia výťažku“ a nie je to prvý, s ktorým astronómovia prišli. Ale predtým, ako sa dostaneme k číslam, otázka: Prečo musíme vopred vedieť, čo nájde TESS?
Odpoveď na to je získať náskok v tom, ako by mohol vyzerať program následného pozorovania. Astronómovia radi plánujú dopredu, pretože pozorovanie zdrojov je také drahé. Nechcú čakať, kým sa nezmenia všetky výsledky z TESS, než rozmýšľajú o ďalších krokoch. Alebo sú jednoducho nadšení ako deti v príbehu cukroviniek. Asi oboje.
Barclay, Pepper a Quintana spustili svoju simuláciu 300 krát, aby prišli s predpokladaným výnosom. Vo svojich výsledkoch je veľa detailov týkajúcich sa typu hviezdy na obežnej dráhe planéty, rôznych pozorovacích režimov používaných na zisťovanie, ktoré planéty a ako to všetko súvisí s následnými pozorovaniami. Ale v stručnejšej podobe uvádzame, čo si traja vedci myslia, že TESS nájde počas svojej plánovanej dvojročnej misie:
- 14 000 celkových exoplanet
- 2100 z nich bude menší ako 4 polomer Zeme (4R), 280 z nich bude menších ako 2R
- 70 obývateľných planét obiehajúcich červených trpaslíkov, z ktorých 9 bolo menších ako 2R
- 10 svetov podobných Zemi, ktoré sú menšie ako 2R a ktoré by mohli byť v obývateľnej zóne hviezdy, ako je naše Slnko
To je celkom vzrušujúce záťahy. 14 000 exoplanet, z ktorých 10 by mohlo byť svetom podobným Zemi v obývateľnej zóne hviezdy ako Slnko. To neznamená, že to, čo nájde TESS, ale malo by to byť dobré priblíženie a zaujímavé. Najmä preto, že na rozdiel od Keplera, exoplanety TESS sú hlavnými cieľmi pre ďalšie pozorovanie a charakterizáciu.
Toto nie je prvá simulácia výťažku pre TESS. Ale toto sa robí skôr so skutočnou než simulovanou hviezdnou populáciou, takže by mala byť presnejšia. Ďalšiu simuláciu výnosu z roku 2015 si môžete pozrieť tu a jednu od roku 2017 tu.
Výnosy simulácie nám ukazujú, že pravdepodobne nájdeme planéty podobné Zemi v obývateľných zónach. Väčšina z nich obieha okolo červených trpaslíkov, ale malý počet by mal byť okolo hviezd podobných Slnku. Toto chcú vedieť všetci.
Ale možno ešte dôležitejšie je, že tieto simulácie nám ukazujú, že TESS splní svoj cieľ misie: odhaliť množstvo planét menších ako Neptún, ktoré možno skúmať v následných štúdiách s cieľom určiť ich hmotnosti a atmosférické zloženie.
V obidvoch prípadoch je TESS na dobrej ceste k dosiahnutiu solídnych výsledkov.
- Výskumný článok: Revidovaný výnos z exoplanety zo satelitu prieskumu tranzitnej exoplanety (TESS)
- Výskumný článok: TRANZITNÝ PRIESKUM EXOPLANETOVÝCH PRIESKUMOV: SIMULÁCIE DETEKCIÍ PLÁNU A ASTROFyzikálnych falošných pozitív
- Výskumná kniha: Simulácie detekcie planéty pre niekoľko možných rozšírených misií TESS
- Centrum podpory vedy NASA TESS
- Prehľad misie NASA Kepler
- Zadanie Wikipedia: TESS
