Kolik exoplanet existuje? Není to tak dávno, nevěděli jsme, jestli nějaké existují. Pak jsme objevili několik kolem pulsarů. Poté byla spuštěna Keplerova kosmická loď a objevila dalších několik tisíc. Nyní je NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) funkční a nová studie předpovídá její zjištění.
Keplerova zjištění nám poskytla lepší představu o typech a počtech planet v jiných solárních systémech. Kepler však měl kvůli svým měřicím metodám svá omezení a vlastní zkreslení vzorkování. Kepler se také zaměřil pouze na jednu malou oblast oblohy, která tvořila asi 0,25% oblohy. Je možné, ale ne nutně pravděpodobné, že malá část oblohy, na kterou Kepler zaměřil, není reprezentativnější pro větší vzorek.
TESS je mnohem odlišnější než Kepler, zejména v oblasti oblohy, kterou pokrývá. Provádí spíše průzkum na celé obloze než průzkum zaměřený na malou část oblohy. Nový lovec planet NASA se také zaměří na nejjasnější hvězdy. Je to proto, že jejím primárním vědeckým cílem je najít planety větší než Neptun, které obíhají jasné hvězdy. Hvězdy musí být jasné, aby sledovací spektroskopická pozorování mohla určovat hmotnosti planet a atmosférické složení.
Přestože nemáme konsenzus o tom, jak běžné exoplanety jsou z hlediska velikosti a orbitálních období, Kepler nám ukázal, že exoplanety jsou běžné. Většina hvězd je má. Ale mnoho exoplanet, které Kepler našel, jsou extrémně vzdálené, od stovek do tisíců parseců. Podrobná následná pozorování jsou proto těžko nemožná. Protože se Tess zaměřuje na bližší, jasnější hvězdy blíže k Zemi, což usnadňuje sledování pozorování s jinými rozsahy, měly by být jeho výsledky reprezentativnější a přesnější při určování populací exoplanet.
Nová studie od Thomase Barclayho z NASA a University of Maryland, Joshua Pepper na Lehigh University a Elisa Quintana z NASA předpověděla výsledky TESS. Jejich příspěvek byl publikován v The Astrophysical Journal. Tři vědci použili to, co víme o hvězdné populaci a co víme o exoplanetových populacích, v kombinaci s pozorovacími režimy TESS, aby přišli se svými odhady.
V jejich simulaci jsou tři faktory:
- Simulace hvězdné populace, kterou bude TESS pozorovat.
- Reprezentativní vzorek planet obíhajících kolem těchto hvězd.
- Předpovědi, kolik z těchto planet TESS detekuje.
Jejich odhady se nazývají „simulace výtěžku“ a není to první, se kterým astronomové přišli. Ale než se dostaneme k číslům, otázka: Proč musíme předem vědět, co TESS najde?
Odpovědí na to je získat náskok v tom, jak by mohl následný pozorovací program vypadat. Astronomové rádi plánují dopředu, protože pozorování zdrojů je tak drahé. Nechtějí čekat, dokud nezmizí všechny výsledky z TESS, než přemýšlí o dalších krocích. Nebo možná jsou prostě nadšeni jako děti v příběhu cukrovinek. Asi trochu obojí.
Barclay, Pepper a Quintana provedli svou simulaci 300krát, aby přišli s předpokládaným výnosem. Jejich výsledky mají spoustu podrobností týkajících se typu hvězdy na oběžné dráze planety, odlišného pozorovacího režimu používaného k detekci, které planety a jak to všechno souvisí s následnými pozorováními. Ale ve stručnější podobě, tady je to, co si tři vědci myslí, že TESS najde během své plánované dvouleté mise:
- 14 000 celkem exoplanet
- 2100 z nich bude menší než 4 poloměr Země (4R), 280 z nich bude menší než 2R
- 70 obyvatelných planet obíhajících kolem červených trpaslíků, z toho 9 menších než 2R
- 10 světů podobných Zemi, které jsou menší než 2R a které by mohly být v obytné zóně hvězdy, jako je naše Slunce
To je docela vzrušující zátah. 14 000 exoplanet, z toho 10 by mohly být světy podobné Zemi v obyvatelné zóně hvězdy jako slunce. To neznamená, že to je to, co TESS najde, ale mělo by to být dobré přiblížení a zajímavé. Zejména proto, že na rozdíl od Keplera jsou exoplanety TESS hlavním cílem pro další pozorování a charakterizaci.
Toto není první simulace výnosu pro TESS. Ale toto se provádí spíše se skutečnou než simulovanou hvězdnou populací, takže by měla být přesnější. Další simulaci výnosu z roku 2015 si můžete prohlédnout zde a jednu od roku 2017 zde.
Výnosy ze simulace nám ukazují, že pravděpodobně nalezneme planety podobné Zemi v obyvatelných zónách. Většina z nich bude obíhat kolem červených trpaslíků, ale malé množství by mělo být kolem hvězd podobných Slunci. To je to, co každý chce vědět.
Ale možná ještě důležitější je, že tyto simulace nám ukazují, že TESS splní svůj cíl mise: odhalit hojnost planet menších než Neptun, které lze zkoumat v následných studiích, aby se určila jejich hmotnost a atmosférické složení.
V obou případech je TESS na dobré cestě k dosažení solidních výsledků.
- Výzkumný článek: Revidovaný výnos z exoplanet z průzkumu družice z průzkumu exoplanet (TESS)
- Výzkumný článek: TRANSITING EXOPLANET SURVEY SATELLITE: SIMULACE DETEKCÍ PLANETU A ASTROFYZICKÝCH NEPOVINNOSTÍ
- Výzkumný článek: Simulace detekce planet pro několik možných misí TESS Extended
- Centrum podpory vědy NASA TESS
- Přehled misí NASA Kepler
- Wikipedia Entry: TESS
