Když NASA v roce 2018 spustila TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), měla to konkrétní cíl. Zatímco jeho předchůdce, Keplerova kosmická loď, našel tisíce exoplanet, mnozí z nich byli masivní plynoví obři. TESS byl poslán do vesmíru s příslibem: najít menší planety podobné velikosti jako Země a Neptun, obíhat kolem stabilních hvězd bez velkého vzplanutí. Astronomové doufali, že tato omezení odhalí více exoplanet, které jsou potenciálně obyvatelné.
Tímto objevem tří nových exoplanet splňuje TESS svůj slib.
Tři nové exoplanety nejsou tím, na co jsme zvyklí. Během mise Keplerovy kosmické lodi jsme si zvykli na objevy exoplanet. Ale planety byly většinou větší než Země, a mnoho z nich byly plynové obři, horké Jupitery a podobně. Ale tyto tři nové jsou odlišné: jeden je o něco větší než Země a další dva jsou zhruba dvakrát větší než Neptun, což je z hlediska exoplanet malé.
Všechny tři obíhají po slabé, chladné hvězdě zvané TOI (TESS Object Of Interest) 270, vzdálené asi 73 světelných let v souhvězdí Pictor. TOI 270 je trpasličí hvězda typu M, která je o 40% menší než naše Slunce co do hmotnosti i velikosti. Je také asi o třetinu chladnější než Slunce. Tyto tři planety jsou mírně planetární, ale planety jsou ve srovnání se Zemí stále dost horké, protože jsou blízko své hvězdy.
Tři planety jsou pojmenovány TOI 270 b, cad, z nejvzdálenější na nejvzdálenější planetu podle konvence.
TOI 270 b je pravděpodobně skalní svět jako Země, ale asi o 25% větší. Oběhu své hvězdy ve vzdálenosti 0,03 AU je to jen 3,4 dne, asi 13krát blíže k její hvězdě než Merkur je ke Slunci. Tým TESS předpokládá, že je asi 1,9krát větší než Země.
Bohužel, 270 b je horké. Ne tak horké jako mnoho horkých Jupiterů, které Kepler objevil, ale stále příliš horké na celý život, jak ho známe. Rovnovážná teplota - teplota před atmosférickými vlivy - je 254 ° C (490 F.).
Střední planeta se nazývá TOI 270 c a její 2,4krát větší než Země. Obíhá kolem hvězdy každých 5,7 dne. Nejvzdálenější planeta, 270 d, je 2,1krát větší než Země a obíhá kolem hvězdy každých 11,4 dní. Nazývají tyto dvě planety „mini-Neptunes“, protože jsou složeny převážně z plynu a mají asi polovinu velikosti Neptunu. Oba jsou úhledně uzamčeni ke své hvězdě.
Nejvzdálenější planeta je pro vědce obzvláště zajímavá, protože je to ta nejmírnější planeta tří. Rovnovážná teplota TOI 270 d je kolem 66 Celsia (150 F), stále velmi horká v pozemských podmínkách, ale dostatečně temperamentní, aby byla vzácná pro exoplanety.
Nový dokument, který nastíní tato zjištění, je zveřejněn v časopise Nature Astronomy. Příspěvek je nazván “Super-Země a dva sub-Neptunes přecházející blízký a tichý M trpaslík TOI-270.”
"Tento systém je přesně to, co bylo navrženo, aby TESS našel - malé, mírné planety, které projdou nebo projdou před neaktivní hostitelskou hvězdou, které postrádá nadměrnou hvězdnou aktivitu, jako jsou světlice," řekl vedoucí výzkumník Maximilian Günther, Torres Postdoctoral Spolupracovník technologického institutu v Massachusetts Institute of Technology (MIT) Kavli pro astrofyziku a vesmírný výzkum v Cambridge. "Tato hvězda je tichá a velmi blízko k nám, a proto je mnohem jasnější než hostitelské hvězdy srovnatelných systémů." Díky dlouhodobým následným pozorováním budeme brzy schopni určit složení těchto světů, zjistit, zda jsou přítomny atmosféry a jaké plyny obsahují, a další.
Tato zjištění jsou zajímavá, protože naše Sluneční soustava neobsahuje nic jako dva mini-Neptunes nebo sub-Neptunes. Ve skutečnosti jsou planety s velikostí 1,5 až 2krát větší než v exoplanetové populaci, pokud víme, velmi vzácné.
"Zajímavým aspektem tohoto systému je to, že jeho planety překonávají dobře zavedenou mezeru ve známých velikostech planet," řekl spoluautor Fran Pozuelos, postdoktorandský výzkumník na belgické univerzitě v Lutychu. „Je neobvyklé, že planety mají velikosti 1,5 až 2krát větší než Země, a to z důvodů, které pravděpodobně souvisejí s tvarem planet, ale stále je to velmi kontroverzní téma. TOI 270 je vynikající laboratoř pro studium okrajů této mezery a pomůže nám lépe porozumět tomu, jak se planetární systémy formují a vyvíjejí. “
Astronomové doufali, že TESS najde tyto typy planet, takže další dalekohledy budou moci sledovat pozorování. Zejména vesmírný dalekohled James Webb bude schopen identifikovat atmosféru některých z těchto planet.
"TOI 270 je dokonale situován na obloze, aby mohl studovat atmosféru svých vnějších planet s budoucím vesmírným dalekohledem NASA James Webb Space Telescope," řekla spoluautorka Adina Feinstein, doktorandka na University of Chicago. "Webb bude pozorovatelný více než půl roku, což by mohlo umožnit opravdu zajímavé srovnávací studie mezi atmosférami TOI 270 c a d."
Tým za těmito výsledky si myslí, že ačkoliv jsou tyto výsledky vzrušující, v této sluneční soustavě je více. Další pozorování může odhalit další planety. Možná je další hvězdná planeta daleko víc, než je TOI 270 d. Pokud ano, může to být ještě mírnější. A pokud má skalnaté jádro a atmosféru, na jeho povrchu by mohla mít tekutou vodu.
To jsou vzrušující časy ve výzkumu exoplanet. S výsledky, jako jsou tyto, as Jamesem Webbem přichází online, naše chápání populace exoplanet poroste skokem a mezemi.
Více:
- Tisková zpráva: TESS Mission skóre NASA „Hat Trick“ se 3 novými světy
- Výzkumný článek: Super-Země a dva sub-Neptunes, které procházejí blízkým a tichým trpaslíkem TOI-270
- NASA TESS
- Space Magazine: Kolik planet TESS najde?
- Space Magazine: Nyní, když je TESS funkční, odhadují astronomové, že najdou 14 000 planet. 10 by mohlo být pozemským světem v obývatelné zóně hvězdy podobné slunci
