Най-новият ловец на планети на НАСА вероятно е намерил първата си планета, а дни след това - втората си. Астрономите чакат независимо потвърждение от други телескопи, но преобладаването на нови планети може да се превърне благодарение на кандидат-списък 73 дълбоки и отброяващи - впечатляващ извод за космически телескоп, който взе първия си научен образ преди по-малко от два месеца.
Транзитиращият спътник за изследване на екзопланетите (TESS) стартира през април тази година и прекара няколко месеца в полет до крайната си орбита, като се въртеше на около луната и след това обратно, за да предава данни на Земята. От тази гледна точка TESS ще проведе двугодишно проучване, за да сканира около 85 процента от небето. Очаква се орбиталната обсерватория да забележи хиляди екзопланети около най-близките и най-ярките звезди - перфектни кандидати за по-нататъшно проучване с помощта на по-големи телескопи.
Първите две планети, открити TESS, наистина са странни светове. Човек изглежда като миниатюрен Нептун, но седи много по-близо до своята звезда, което го прави по-горещ и непостоянен от голямата синя планета на нашата Слънчева система. Другото е свят с размер на Земята, заключен в прегръдка със звездата си толкова плътно, че завършва орбита само за 11 часа, което прави повърхностните условия особено адски.
Но от хилядите екзопланети, които TESS ще разкрие, учените се интересуват предимно от само една част от един процент. Наталия Гереро, заместник-мениджърът на TESS по интересни обекти (TOI) в MIT, казва, че космическият кораб наистина е на лов за около 50 планети, всяка по-малка от четири пъти по-голяма от радиуса на Земята и в обитаемата зона на звездата им. *
"Надяваме се да намерим повече от това, но това очакваме", казва Гереро.
Транзитиращият сателит за изследване на екзопланетите (TESS) направи тази снимка на Големия магеланов облак (вдясно) и ярката звезда R Doradus (вляво) само с един детектор на една от камерите му във вторник, 7 август. Кадърът е част от поток от южното небе TESS засне в своя „първи светъл“ научен образ като част от първоначалния си кръг от събиране на данни. (НАСА / MIT / TESS) Докато целият каталог на екзопланети ще помогне на учените да научат за разпределението на планетите в галактиката, шепата, която Гереро се надява да намери най-много, са идеални цели в търсенето на друг свят, който носи живот. Планета, която е по-малка от четири радиуса на Земята, вероятно е скалиста например и ако тя също обикаля около правилното разстояние от нейната звезда (което зависи от размера и температурата на звездата), тя би могла да поддържа течна повърхностна вода. Редица други фактори влияят върху това дали животът може реално да съществува на планетата - изобилието от органични съединения, например, но предвид това, което знаем за Земята, скалните планети с вода изглеждат като най-доброто място за начало.
Освен това следващото поколение големи телескопи ще може да изучава тези планети по начини, които са невъзможни с телескопите днес. TESS открива планети чрез транзитния метод, който търси спадове при звездна светлина, причинени от планета, която се движи отпред. Сложните сензори за светлина на космическия телескоп „могат да открият количеството светлина, което молец блокира, когато прелети през пълната луна“, казва Гереро. Следователно всяка планета, която TESS открие, ще бъде тази, която преминава пред своята звезда от нашата гледна точка, което дава възможност да се намерят цели за следващата голяма стъпка в лова на свят, подобен на Земята: измерване на атмосфери.
За да разберете от какво е създадена атмосфера на екзопланета, се нуждаете от инструмент, наречен спектрометър, който може да анализира химическия подпис на небесни обекти. Когато една планета минава пред нейната звезда, част от звездната светлина преминава през атмосферата и определени дължини на вълната светлина се филтрират от наличието на специфични елементи. В момента с нещо като космическия телескоп Хъбъл подобни измервания могат да се правят само за близки планети с размер на Юпитер или по-големи. Но гигантските космически телескопи - такива като предстоящия космически телескоп „Джеймс Уеб“, чудовище с размер на тенис корта, планирано да стартира през 2021 г. - ще могат да изолират светлина, преминаваща през атмосферата на по-малка планета, за да разберат от какво е направен въздухът на планетата, С подходящия телескоп и условия една атмосфера може да се разкрие и свят, който знаем, че е с размер на Земята, наистина би могъл да стане подобен на Земята, ако има атмосфера, подобна на нашата.
TESS търси планети, които са сравнително близки, в рамките на около 330 светлинни години, разпръснати по Северното и Южното полукълбо (космическият телескоп търси сега на юг и ще се обърне на север някъде следващата година). Този подход е за разлика от другия космически телескоп за ловуване на НАСА - Kepler, който се е вторачил в същото поле на звезди от около четири години. Докато Kepler може да събере достатъчно светлина, за да открие планети на разстояние до 3000 светлинни години, новата мисия за изследване с TESS ще открие близките планети на всички места на небето.
Абел Мендес, директор на Лабораторията за планетарно обитаване в Университета на Пуерто Рико в Аресибо, съхранява каталог на потенциално обитаеми планети, намерени досега. В момента в списъка има общо 55 планети, с 22 размера на Земята, една с размер на Марс и 32 „Супер Земли“, които са приблизително два пъти по-големи от Земята. (Това са оптимистични цифри - при най-строгите критерии само 14 планети правят „обитаемото“ отрязване.)
Мендес казва, че вярва, че TESS ще даде „десетки“ нови обитаеми екзопланети, а телескопът също ще разшири възможностите на екипа му да изучава някои от тези далечни светове. От няколкото десетки известни обитаеми планети само четири са в полето на зрение на Аресибо. „TESS ще предостави много повече цели за последващи наблюдения от Аресибо и много други телескопи по света“, казва Мендес.
В допълнение към сондирането на далечни атмосфери последващите наблюдения с телескопи по света могат да ни научат изненадващо количество за далечни планети. Вземете например Pi Mensae c, първата открита от TESS планета. Светът обикаля около звездата Pi Mensae на около 60 светлинни години или 350 трилиона мили. Той завършва орбита само за 6, 27 дни и има радиус около два пъти по-голям от Земята - два параметъра, които TESS може да измери, когато планетата преминава пред своята звезда домакин.
Но има още един важен бит данни, които TESS не може да измери: маса.
Планетата Pi Mensae c има близо пет пъти по-голяма маса от Земята. За да изчислят тази цифра, астрономите трябваше да се потопят в стари данни за звездата. Pi Mensae, или HD 39091, вече беше известно, че има една гигантска планета - десет пъти по-голяма от масата на Юпитер. Тази планета е открита през 2001 г. от англо-австралийското търсене на планети (една от най-ранните ловни групи за екзопланети) чрез процес, наречен радиална скорост. Методът на радиална скорост разглежда смущения в движението на звездата, което може да показва, че една планета дърпа звездата със своята гравитация. Техниката е предимно полезна за намиране на огромни планети, но след като бъде открита такава, измерванията на радиалната скорост могат да се използват за изчисляване на масата.
„Докато сигналът на [новата] планета определено присъства в данните, които вече съществуват, тя не е много голяма, защото планетата е толкова малка“, казва Дженифър Бърт, докторантура на Торес в Института за астрофизика и космически изследвания на MIT Kavli, която съвместно -написа хартията, в която подробно се описва първата планета TESS.
Техниците работят, за да завършат космическия телескоп TESS преди изстрелването му. (НАСА) След като определиха масата на Pi Mensae c, астрономите разбраха, че планетата вероятно е по-подобна на изключително малък вариант на Нептун, отколкото на много голям вариант на Земята. Но след няколко дни от обявяването на първата си планета, екипът на TESS вече намери втората си - и това е наистина странно.
Планетата обикаля около звездата LHS 3844, която е готина малка звезда, наречена червено джудже. Тези страхотни малки звезди представляват най-изобилния тип звезда във Вселената. Много червени джуджета имат планети, които орбитират за няколко дни, но новооткритата планета около LHS 3844 завършва орбитата си само за 11 часа. Една седмица на Земята представлява 15 "години" на тази планета, което я превръща в малък клас планети с ултра къс период.
В началото откритията на TESS ще бъдат пристрастни към тези видове планети - многократното преминаване през звездата означава, че са по-лесни за откриване. С десетки силни кандидати, които все още са в списъка на TESS за този сектор, може да има много открития точно зад ъгъла. Такива обезпечени планети ще се трупат по време на мисията, докато чакаме да открием повече светове, подобни на Земята, които обикалят около звездите си след няколко стотин дни.
Но както Бърт посочва, дори негостоприемните планети рисуват блестяща история на нощното небе. Звездата Pi Mensae, сега с две известни планети, е достатъчно ярка, за да се види с просто око. Когато първоначалната двугодишна мисия на TESS приключи - и екипът вече планира разширяване на мисията - ние трябва да разберем кои звезди наблизо имат орбитни светове.
„Докато TESS приключи мисията си, вие трябва да можете да излезете в задния си двор, да насочите към звезда и да знаете, че около нея има планети“, казва Бърт. Може би една от тези планети дори ще изглежда малко като нашата.
* Бележка на редактора, 28 септември 2018 г.: Предишна версия на тази статия неправилно заяви, че екипът на TESS се надява да открие около 50 планети в обитаемата зона с по-малко от четири пъти по-голяма от масата на Земята, когато всъщност тя е била по-малка от това четири пъти по-голям от радиуса на Земята. Историята е редактирана, за да коригира този факт.
