Kun NASA laukaisi TESSin (Transiting Exoplanet Survey Satellite) vuonna 2018, sillä oli erityinen tavoite. Vaikka sen edeltäjä, Kepler-avaruusalus, löysi tuhansia eksoplaneettoja, monet niistä olivat valtavia kaasujättiläisiä. TESS oli lähetetty avaruuteen lupauksella: löytää pienempiä planeettoja, jotka ovat samankokoisia kuin Maa ja Neptunus, jotka kiertävät vakaita tähtiä ilman suurta leimahdusta. Tähtitieteilijät toivoivat, että nämä rajoitukset tunnistaisivat lisää mahdollisesti asuttavia eksoplaneettoja.
Tämän kolmen uuden eksoplaneetan löydön myötä TESS on täyttää lupauksensa .
Kolme uutta eksoplaneettaa eivät ole sitä, mihin olemme tottuneet. Kepler-avaruusaluksen tehtävän aikana totuimme eksoplaneettojen löytöihin. Mutta planeetat olivat enimmäkseen Maata suurempia, ja monet niistä olivat kaasujättiläisiä, kuumia Jupitereita ja sellaisia. Mutta nämä kolme uutta ovat erilaisia: yksi on hieman suurempi kuin Maa ja kaksi muuta ovat suunnilleen kaksi kertaa kooltaan Neptunusta, joka on pieni eksoplaneetalla mitattuna.
Tämä Keplerin kolmen ensimmäisen eksoplaneetan vuoden sirontakaavio osoittaa, että Kepler löysi enimmäkseen planeettoja, jotka ovat paljon suurempia kuin Maa. Monet Kepler-ehdokaseksoplaneetoista kiertävät erittäin aktiivisia tähtiä, joilla oli niin paljon tähtien leimahduksia ja muuta aktiivisuutta, että asuttavuus on kyseenalainen. Kuvan ansiot: NASA Ames/W. Stenzel
Kaikki kolme kiertävät himmeää, viileää tähteä nimeltä TOI (TESS Object Of Interest) 270, noin 73 valovuoden päässä Pictorin tähdistössä. TOI 270 on M-tyypin kääpiötähti, joka on noin 40 % pienempi kuin aurinkomme sekä massaltaan että koossa. Se on myös noin kolmanneksen viileämpi kuin Aurinko. Nämä kolme planeettaa ovat lauhkeita planeettojen kannalta, mutta planeetat ovat edelleen melko kuumia Maahan verrattuna, koska ne ovat lähellä tähteään.
Kolme planeettaa on nimetty TOI 270 b, c ja d, sisimmästä uloimpaan planeetalle sopimuksen mukaisesti.
Koska nämä planeetat ovat niin lähellä tähteään, on luonnollista verrata niitä Jupiteriin ja sen kuuihin. Kuvan ansiot: NASAn Goddard Space Flight Center
TOI 270 b on luultavasti kivinen maailma, kuten Maa, mutta noin 25 % suurempi. Kestää vain 3,4 päivää kiertää tähtensä 0,03 AU:n etäisyydellä, noin 13 kertaa lähempänä tähteään kuin Merkurius on Aurinkoa. TESS-tiimi olettaa, että se on noin 1,9 kertaa massiivisempi kuin Maa.
Valitettavasti 270 b on paahtavan kuuma. Ei niin kuuma kuin monet kuumat Jupiterit jonka Kepler löysi, mutta silti liian kuuma elämään sellaisena kuin me sen tunnemme. Sen tasapainolämpötila – lämpötila ennen ilmakehän vaikutuksia – on 254 celsiusastetta (490 F.). Se on myös vuorovesi kiinnittynyt tähteen.
Keskiplaneetta on nimeltään TOI 270 c, ja se on 2,4 kertaa Maata suurempi. Se kiertää tähteä 5,7 päivän välein. Uloin planeetta, 270 d, on 2,1 kertaa suurempi kuin Maa ja kiertää tähteä 11,4 päivän välein. He kutsuvat näitä kahta planeettaa 'mini-Neptunukseksi', koska ne koostuvat enimmäkseen kaasusta ja ovat noin puolet Neptunuksen kokoisia. Molemmat ovat myös vuorovesi lukittuina tähteensä.
Vertaa ja vertaa TOI 270 -järjestelmän maailmoja näiden kunkin planeetan kuvien kanssa. TOI 270 -planeetoille annetut lämpötilat ovat tasapainolämpötiloja, jotka on laskettu ottamatta huomioon mahdollisten ilmakehän lämmitysvaikutuksia.
Kiitokset: NASAn Goddard Space Flight Center
Syrjäisin planeetta on erityisen kiinnostava tutkijoille, koska se on lauhkein planeetta näistä kolmesta. TOI 270 d:n tasapainolämpötila on noin 66 celsiusastetta (150 F), edelleen erittäin kuuma maapallolla, mutta riittävän lauhkea ollakseen harvinaista eksoplaneetoille.
Uusi paperi, jossa esitetään nämä havainnot, on julkaistu Nature Astronomy -lehdessä. Lehden otsikko on ' Super-Maa ja kaksi Neptunusta, jotka kulkevat läheisen ja hiljaisen M-kääpiön TOI-270 kautta .'
'Tämä järjestelmä on juuri se, mitä TESS on suunniteltu etsimään - pieniä, lauhkeita planeettoja, jotka ohittavat tai kulkevat sen edessä inaktiivisen isäntätähden edessä, jolta puuttuu liiallinen tähtien aktiivisuus, kuten soihdut', sanoo johtava tutkija Maximilian Günther, Torresin tohtori. Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) Kavli-instituutin astrofysiikan ja avaruustutkimuksen stipendiaatti Cambridgessa. 'Tämä tähti on hiljainen ja hyvin lähellä meitä, ja siksi paljon kirkkaampi kuin vastaavien järjestelmien isäntätähdet. Laajennettujen seurantahavaintojen avulla voimme pian määrittää näiden maailmojen rakenteen, selvittää, onko ilmakehässä ja mitä kaasuja ne sisältävät, ja paljon muuta.
Nämä löydöt ovat mielenkiintoisia, koska aurinkokuntamme ei sisällä mitään kahden mini-Neptunuksen tai osa-Neptunuksen kaltaista. Itse asiassa planeetat, joiden koko on 1,5-2 kertaa Maan kokoinen, ovat hyvin harvinaisia myös eksoplaneettojen populaatiossa, sikäli kuin tiedämme.
Tämä infografiikka havainnollistaa TOI 270 -järjestelmän pääpiirteitä, joka sijaitsee noin 73 valovuoden päässä eteläisessä Pictor-tähdistössä. NASAn Transiting Exoplanet Survey Satellite löysi kolme tunnettua planeettaa kunkin kiertävän maailman aiheuttamien ajoittain tähtien valossa. Upotteet näyttävät tietoja planeetoista, mukaan lukien niiden suhteellinen koko ja kuinka ne verrataan Maahan. TOI 270:n planeetoille annetut lämpötilat ovat tasapainolämpötiloja, jotka on laskettu ilman mahdollisten ilmakehän lämmitysvaikutuksia. Kiitokset: NASAn Goddard Space Flight Center / Scott Wiessinger
'Mielenkiintoinen puoli tässä järjestelmässä on, että sen planeetat hajallaan tunnettujen planeettojen kokojen välillä', sanoi toinen kirjoittaja Fran Pozuelos, tohtoritutkija Belgian Liègen yliopistosta. 'On harvinaista, että planeetat ovat kooltaan 1,5–2 kertaa Maan kokoisia syistä, jotka liittyvät todennäköisesti planeettojen muodostumiseen, mutta tämä on edelleen erittäin kiistanalainen aihe. TOI 270 on erinomainen laboratorio tämän aukon rajojen tutkimiseen ja auttaa meitä ymmärtämään paremmin, kuinka planeettajärjestelmät muodostuvat ja kehittyvät.
Tähtitieteilijät toivoivat, että TESS löytäisi tämän tyyppisiä planeettoja, jotta muut teleskoopit voisivat tehdä seurantahavaintoja. Erityisesti James Webb -avaruusteleskooppi pystyy tunnistamaan joidenkin näistä planeetoista ilmakehän.
'TOI 270 sijaitsee erinomaisella paikalla taivaalla tutkiakseen ulkoplaneettojensa ilmakehää NASAn tulevaisuuden kanssa James Webbin avaruusteleskooppi ”, sanoi toinen kirjoittaja Adina Feinstein, tohtoriopiskelija Chicagon yliopistosta. 'Web tarkkailee sitä yli puolen vuoden ajan, mikä mahdollistaa todella mielenkiintoisia vertailututkimuksia TOI 270 c:n ja d:n ilmakehän välillä.'
James Webb -avaruusteleskooppi puhdastilassa NASAn Johnson Space Centerissä Houstonissa. Aloita jo paska juttu! Kiitos: NASA/JSC
Näiden tulosten takana oleva tiimi uskoo, että vaikka nämä tulokset ovatkin jännittäviä, tässä aurinkokunnassa on muutakin. Lisähavainnot voivat paljastaa muita planeettoja. Ehkä toinen kiviplaneetta on kauempana tähdestä kuin TOI 270 d. Jos näin on, se voi olla vieläkin leuto. Ja jos sillä on kivinen ydin ja ilmakehä, sen pinnalla voi olla nestemäistä vettä.
Nämä ovat jännittäviä aikoja eksoplaneettojen tutkimuksessa. Tällaisten tulosten ja James Webbin tullessa verkkoon lopulta ymmärryksemme eksoplaneettojen populaatiosta kasvaa harppauksin.
Lisää:
- Lehdistötiedote: NASAn TESS-tehtävä saa aikaan 'hattutempun' kolmella uudella maailmalla
- Tutkimus paperi: Super-Maa ja kaksi Neptunusta, jotka kulkevat läheisen ja hiljaisen M-kääpiön TOI-270 kautta
- NASAn TESS
- Universumi tänään: Kuinka monta planeettaa TESS aikoo löytää?
- Universumi tänään: Nyt kun TESS on toiminnassa, tähtitieteilijät arvioivat, että se löytää 14 000 planeettaa. 10 voisi olla maan kaltaista maailmaa auringonkaltaisen tähden asuttavalla vyöhykkeellä