W dużej mierze dzięki Kosmiczny Teleskop Keplera, liczba potwierdzonych planet pozasłonecznych wzrosła wykładniczo w ciągu ostatniej dekady. A dzięki misjom nowej generacji, takim jak Tranzytowa satelita do badań Exoplanet (TESS) już na orbicie, cały czas odkrywanych jest coraz więcej kandydatów i potwierdzonych planet - wiele z nich jest również nowych i ekscytujących!
W rzeczywistości jedno z najnowszych odkryć TESS obejmuje układ trzech planet, który krąży wokół gwiazdy (L 98–59), znajdującej się około 35 lat świetlnych od Ziemi. Jedna z planet, znana jako L 98-59b, znajduje się między rozmiarami Ziemi i Marsa - co czyni ją najmniejszą egzoplanetą odkrytą do tej pory przez TESS. Odkrycie podkreśla także zaawansowanie TESS i podwaja liczbę małych egzoplanet, które są uważane za warte dalszych badań.
Artykuł opisujący odkrycie ukazał się w najnowszym numerze The Astrophysical Journal. Międzynarodowy zespół odpowiedzialny za odkrycie obejmował wielu naukowców z NASA, a także badaczy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, a także wielu uniwersytetów i obserwatoriów z całego świata.
Veselin Kostov, astrofizyk z Centrum Lotów Kosmicznych Goddard NASA i Instytutu SETI, był głównym autorem artykułu o odkryciach. Jak wyjaśnił w ostatniej informacji prasowej NASA:
„Odkrycie jest wielkim osiągnięciem inżynieryjnym i naukowym dla TESS. Do badań atmosferycznych małych planet potrzebne są krótkie orbity wokół jasnych gwiazd, ale takie planety są trudne do wykrycia. Ten system ma potencjał do fascynujących przyszłych badań. ”
Jak potwierdza nazwa, TESS poluje na egzoplanety przy użyciu metody znanej jako fotometria tranzytowa (zwana także metodą tranzytową). Obejmuje to obserwowanie odległych gwiazd pod kątem nagłych spadków w oświetleniu, które wskazują na planetę przechodzącą przed gwiazdą (tj. Przelatującą) względem obserwatora. Obserwując zasięg i częstotliwość spadków, naukowcy są w stanie określić istnienie planet, a także ich okres i wielkość orbity.
Chociaż ta metoda jest obecnie najskuteczniejszym sposobem wykrywania i potwierdzania egzoplanet, stanowi ona 3087 z ponad 4000 odkrytych do tej pory. Jednak nie jest bardzo skuteczny, jeśli chodzi o wykrywanie mniejszych, skalistych planet, takich jak Ziemia. Fakt, że TESS był w stanie znaleźć nie jedną, ale trzy skaliste planety krążące wokół L 98-59, świadczy o czułości i możliwościach jej instrumentów.
Planety te (oznaczone jako L 98-59b, cid) są około 0,8, 1,4 i 1,6 razy większe od Ziemi i bardzo szybko okrążają swoją gwiazdę z okresem odpowiednio 2,25, 3,7 i 7,45 dnia. Jak wyjaśnił Jonathan Brande, współautor i astrofizyk z NASA Goddard i University of Maryland:
„Jeśli masz więcej niż jedną planetę krążącą w systemie, mogą one oddziaływać grawitacyjnie ze sobą. TESS będzie obserwować L 98-59 w wystarczającej liczbie sektorów, aby być w stanie wykryć planety z orbitami około 100 dni. Ale jeśli dopisze nam szczęście, możemy zobaczyć efekty grawitacyjne nieodkrytych planet na tych, które obecnie znamy. ”
Chociaż L 98-59b stanowi nowy rekord dla TESS, ponieważ jest o około 10% mniejszy niż poprzedni rekordzista, który odkrył, nie jest to najmniejsza odkryta dotąd egzoplaneta. Ten zapis dotyczy Kepler-37b, skalistej egzoplanety znajdującej się około 210 lat świetlnych od Ziemi, która jest tylko o około jedną trzecią wielkości Ziemi i o 20% większa niż Księżyc.
Jednak odkrycie L 98-59b robi większe wrażenie, gdy weźmie się pod uwagę fakt, że okrąża on gwiazdę typu M (czerwony karzeł), która jest mniej więcej o jedną trzecią wielkości i masy naszego Słońca. Ta gwiazda jest znacznie mniej jasna niż Kepler-37, która jest gwiazdą typu G (żółty karzeł) - podobna do naszego Słońca - mimo że L 98-59 jest szczególnie jasna jak czerwony karzeł.
W połączeniu z faktem, że znajduje się on stosunkowo blisko naszego Układu Słonecznego, odkrycie układu trójplanetowego wokół L 98-59 czyni go atrakcyjnym kandydatem do dalszych obserwacji. Gwiazdy typu M są najczęstszym typem we Wszechświecie, odpowiadając za trzy czwarte gwiazd samej Drogi Mlecznej.
Ostatnie badania wykazały również, że mogą one być najbardziej prawdopodobnym miejscem do znalezienia planet skalistych krążących wokół strefy zamieszkania gwiazdy. Z tego powodu naukowcy chcą dowiedzieć się więcej o układach planetarnych, które tworzą się wokół tego typu gwiazd. Obejmują one, czy skaliste planety, które krążą wokół czerwonych karłów, byłyby w stanie zachować swoją atmosferę, biorąc pod uwagę ilość promieniowania, na jakie byłyby narażone.
Niestety, żadna z tych planet nie krąży w obrębie strefy mieszkalnej L 98-59. W rzeczywistości, w odległości od gwiazdy macierzystej, L 98-59b otrzymuje aż dwadzieścia dwa razy więcej energii promieniowania, którą Ziemia otrzymuje od Słońca. Tymczasem L 98-59c id otrzymują odpowiednio około jedenaście i cztery razy więcej promieniowania niż Ziemia.
Wszystkie one zajmują jednak „strefę Wenus”, zasięg odległości, na którym planeta z atmosferą podobną do Ziemi może doświadczyć niekontrolowanego efektu cieplarnianego, przekształcając go w atmosferę podobną do Wenus. Opierając się na swojej wielkości, L 98-59d może być albo światem podobnym do Wenus, albo mini-Neptunem - którym jest skaliste jądro otoczone gęstą gazową otoczką.
Niezależnie od tego nadal istnieje szansa, że planety te mogą być potencjalnie zamieszkalne, a trwające badania odpowiedzą na zasadnicze pytania dotyczące tych i innych skalistych światów krążących w pobliżu czerwonych karłów - takich jak Proxima b i t
„Gdybyśmy oglądali Słońce z L 98-59, tranzyty Ziemi i Wenus doprowadziłyby nas do wniosku, że planety są prawie identyczne, ale wiemy, że nie są. Nadal mamy wiele pytań dotyczących tego, dlaczego Ziemia stała się mieszkalna, a Wenus nie. Jeśli potrafimy znaleźć i zbadać podobne przykłady wokół innych gwiazd, takich jak L 98-59, możemy potencjalnie odkryć niektóre z tych tajemnic. ”
Na szczęście TESS będzie miał okazję obserwować system jeszcze wiele razy przed końcem miesiąca. Obecnie TESS monitoruje regiony południowego nieba o wymiarach 24 x 96 stopni (inaczej sektory) przez 27 dni. Po zakończeniu pierwszego roku obserwacji w lipcu, system L 98-59 pojawi się w siedmiu z 13 sektorów tworzących południowe niebo.
Mamy nadzieję, że da to astronomom czas na udoskonalenie tego, co wiedzą o tych trzech potwierdzonych planetach, i być może na znalezienie kolejnych światów w tym układzie. Biorąc pod uwagę, że wszystkie trzy orbitują wokół „strefy Wenus” gwiazdy, wszystko, co krąży poza nią, prawdopodobnie znajduje się w jej strefie zamieszkiwalnej.
Obserwacje te posuną się również w kierunku ustanowienia katalogu skalistych planet wokół pobliskich jasnych gwiazd. Kiedy James Webb Space Telescope (JWST) zabierze się w kosmos w 2021 r., Wykorzysta swoje zaawansowane możliwości obrazowania w podczerwieni do zebrania informacji o atmosferze tych planet i ich scharakteryzowania.
Ponieważ cztery światy TRAPPIST-1 krążą wokół HZ swojej gwiazdy, są uważane za głównych kandydatów. Zespół Kostova sugeruje, że planety L 98-59 również są. Te połączone wysiłki skutecznie przybliżą nas o krok do ustalenia, czy w naszym kosmicznym sąsiedztwie znajdują się planety nadające się do zamieszkania.
