A NASA TESS űrhajója száz exoplaneket keres – és szándékában áll ezer többet keresni


Ezt a cikket eredetileg a következő címen tették közzé: A beszélgetés. A kiadvány hozzájárult a cikk megjelenéséhez az Space.com webhelyéhez Szakértői hangok: Op-Ed és betekintés.

Daniel Apai, Csillagászat és bolygótudomány docens, Arizonai Egyetem. Benjamin Rackham, Posztdoktori ösztöndíj, Massachusetts Institute of Technology

A Földtől mindössze 50 fényév alatt mintegy 1560 csillag található, amelyeket valószínűleg több ezer bolygó kering. Ezek közül az extoláris bolygók körülbelül ezerje – exoplaneta néven ismert – sziklás lehet, és összetételük hasonló lehet a Földéhez. Vannak, akiknek még életük is van. Ezen idegen világok több mint 99% -a felfedezetlen marad – de ez megváltozik.

A NASA új exoplanet-vadász űrteleszkópjával TESS, az egész égbolton keresünk a Naprendszerünk közelében lévő, valószínűleg lakható bolygókat. TESS – 13,7 naponként kering a Földön – és a földi távcsövek készen állnak arra, hogy több száz bolygót találjanak a következő években. Ez megváltoztathatja a csillagászok megértését az idegen világokról körülöttünk, és célpontokat biztosíthat a következő generációs távcsövekkel történő letapogatáshoz az élet aláírása. Alig több mint egy év alatt a TESS azonosította több mint 1200 bolygójelölt, Amelyből 29 csillagászok már rendelkeznek bolygókként megerősítették. Mivel a TESS egyedülálló képessége egyidejűleg több tízezer csillag keresésére bolygókra, a misszió az várhatóan több mint 10 000 új világot hoz létre.

Ezek izgalmas idők a csillagászok, és különösen azok számára, akik az exoplanetek felfedezésével foglalkoznak. Mi vannak a bolygó vadászatának tagjai EDEN projekt, amely szintén támogatja a TESS munkáját. Távcsöveket használunk a földön és az űrben, hogy exoplaneket találjunk, hogy megértsük tulajdonságaikat és az élet megőrzésének potenciálját.

Felismerhetetlen világok körülöttünk

A körülöttünk lévő világok felfedezésre várnak. Vegyük például a Proxima Centauri-t, egy szerény, gyenge vörös csillagot, teleszkóp nélkül láthatatlan. Ez egy körülbelül száz milliárd ilyen csillag egyike galaxisunkban, figyelemre méltó, kivéve a szomszéd szomszédunk státusát. A Proxima körüli pálya körüli lenyűgöző, de titokzatos világ, a Proxmia b neve, felfedezett csak 2016-ban.

A tudósok meglepően keveset tudnak róla Proxima b. A csillagászok az "b" rendszerben felfedezett első bolygót nevezik. Ezt a bolygót soha nem látta sem emberi szemmel, sem egy távcsővel. De tudjuk, hogy létezik a host csillagra mutató gravitációs vonzása miatt, ami miatt a csillag valaha is enyhén hullámozik. Ezt az enyhe hullámozást a nagy csillagászcsoport, több földi távcsővel vett adatok alapján. Proxima b nagyon valószínű, hogy egy sziklás kompozíciója hasonló a Földhez, de nagyobb tömeg. Nagyjából ugyanannyi hőt kap, mint a Föld a Naptól.

És ez teszi ezt a bolygót annyira izgalmassá: Ez a "lakható" zónában fekszik, és csak a Földéhez hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint például egy felület, folyékony víz, és – ki tudja? – talán még egy olyan légkört is, amely az indikátor villogó kémiai jeleit viseli.

A NASA TESS küldetése amelyet 2018 áprilisában indítottak, hogy más nagyjából Föld méretű bolygókra vadássanak, de más módszerrel. A TESS ritka tompító eseményeket keres, amelyek akkor fordulnak elő, amikor a bolygók elhaladnak a fogadó csillagok előtt, blokkolva néhány csillagfényt. Ezek a tranzit események nemcsak a bolygók jelenlétét jelzik, hanem méretüket és pályájukat is.

Új átmenő exoplanet keresése nagy gond az olyan csillagászok számára, mint mi, mivel a csillaghullámokon keresztül találtakkal szemben a tranziton áthaladó világokat tovább lehet vizsgálni, hogy meghatározzuk sűrűségüket és légköri összetételüket.

A fényerő mélységének mérésével és a csillag méretének megismerésével a tudósok meg tudják határozni a bolygó méretét vagy sugárát.

(Kép jóváírása: NASA Ames)

Vörös törpe napok

Számunkra a legizgalmasabb exoplanetatek a legkisebbek, amelyeket a TESS képes felismerni, amikor keringnek kis csillagoknak, amelyeket vörös törpéknek hívnak – csillagok, amelyeknek tömege kevesebb, mint a Napunk tömegének.

Ezen rendszerek mindegyike egyedi. Például, LP 791-18 egy vörös törpe csillag, amely 86 fényévnyire van a Földtől, és amely körül a TESS két világot talált. Az első egy "szuper Föld", egy bolygó, amely nagyobb, mint a Föld, de valószínűleg még mindig nagyrészt sziklás, és a második egy "mini-Neptun", a Neptunánál kisebb, de gáz- és jéggazdag bolygó. Ezeknek a bolygóknak egyikének sem van párja a naprendszerünkben.

A csillagászok kedvencei az új nagyjából Föld méretű bolygók LHS 3884b, egy perzselő "forró föld", amely olyan gyorsan kering a napján, hogy rajta 11 óránként megünnepelheti születésnapját.

A művész benyomása egy vörös törpe csillagot átlépő exoplanetról.

(Kép jóváírása: L. Calçada / ESO)

Még nincs földszerű világ

De milyen Föld-szerűek a Föld méretű bolygók? Az a ígéret, hogy a közeli világot részletes tanulmányokhoz megtalálja, már kifizetődik. Csillagászok csapata megfigyelték a forró Föld Föld LHS 3884b-t a Hubble Űrtávcsővel, és úgy találta, hogy a bolygó szörnyű nyaralási hely, még légkör nélkül is. Ez csak egy csupasz szikla, amelynek hőmérséklete délben több mint 700 ° C (1300 Fahrenheit) és éjfél körül az abszolút nulla (-460 Fahrenheit) hőmérsékleten terjed.

A TESS-missziót eredetileg két évre finanszírozták. De az űrhajó kiváló formájú és A NASA nemrégiben bővült a küldetés 2022-ig, megduplázva az időt, amellyel a TESS-nek át kell néznie a közeli, fényes csillagokat tranzitkeresés céljából.

A legmenőbb csillagok körül – amelyek körülbelül 2700 C (4900 F) hőmérsékleten vannak – megtalálják az exoplanetatokat azonban továbbra is kihívást jelentenek extrém halványaságuk miatt. Mivel az ultrakerek törpék nyújtják a legjobb lehetőséget a Földhez hasonló méretű és hőmérsékleti exoplanetek keresésére és tanulmányozására, a többi célzott bolygókeresés ott történik, ahol a TESS elhagyja.

A TESS, a NASA tranzit Exoplanet felmérési műholdjának illusztrációja

(Kép jóváírása: NASA Goddard Űrközpont)

A TESS világokat nem találja meg

2016 májusában egy belga vezetésű csoport bejelentette: az ultrakerek törpe körül álló bolygórendszert megkeresztelték a TRAPPIST-1-vel. A felfedezése a hét átmenő Föld méretű egzoplaneta a TRAPPIST-1 rendszerben úttörő volt.

Megmutatta azt is, hogy a kicsi távcsövek – a korunk hatalmas behemótjaihoz viszonyítva – továbbra is transzformációs felfedezéseket tehetnek. Türelemmel és kitartással a TRAPPIST távcső az Atacama sivatagban fekvő magas hegyi üllőjéből a közeli halk, vörös törpe csillagokat szkennelte, hogy fényeikben tompítsanak. Végül észlelte a vörös törpe TRAPPIST-1 adatátvitelét, amely – bár csak 41 fényév távol van – túl halvány a TESS négy 10 cm átmérőjű lencséjéhez. Földméretű világai felfedezettek maradtak volna, ha a TRAPPIST csapat nagyobb távcsöve nem találta volna meg őket.

Két projekt támogatta a játékot a Földön kívüli jelöltek keresésében a közeli vörös törpék körül. A SPECULOOS csapat négy robotteleszkópot telepített – szintén az Atacama sivatagba – és egyet az északi féltekén. Exoearth felfedező és felfedező hálózatunk – EDEN projekt – kilenc távcsövet használ Arizonában, Olaszországban, Spanyolországban és Tajvanon a vörös törpe csillagok folyamatos megfigyelésére.

A SPECULOOS és az EDEN távcsövek sokkal nagyobbak, mint a TESS kis lencséi, és olyan csillagokat körülvevő bolygók találhatók, amelyek túlságosan halványak a TESS tanulmányozásához, ideértve a nekünk legközelebb álló átmenő Föld méretű bolygót is.

Ez a művész koncepciója megmutatja, hogyan néz ki a TRAPPIST-1 bolygórendszer, a rendelkezésre álló adatok alapján, a bolygók átmérőjéről, tömegéről és a host csillagtól való távolságáról, 2018 februárjától kezdve.

(Kép jóváírása: NASA / JPL-Caltech)

Az új világ évtizede

A következő évtizedre valószínűleg emlékezetként emlékezzünk rá, amikor megnyitottuk a szemünket a többi világ hihetetlen sokfélesége felé. A TESS valószínűleg között található 10 000 és 15 000 exoplanet jelölt 2025-ig. 2030-ig az Európai Űrügynökség GAIA és PLATÓ küldetések várhatóan találnak további 20 000-35 000 bolygó. A GAIA a csillagok hullámait keresi a bolygók által bevezetett módon, míg a PLATO a bolygók tranzitjait fogja keresni, ahogyan a TESS.

A hamarosan megtalálható bolygók ezrei között azonban a Naprendszerünkhöz legközelebbi exoplanetek továbbra is különlegesek maradnak. Ezeknek a világoknak a nagy része részletesen tanulmányozható – ideértve az élet jeleinek kutatását is. A legközelebbi világok felfedezései szintén fontos lépéseket jelentenek az emberiség fejlődésében annak a világegyetemnek a felfedezésében, amelyben élünk. A saját bolygónk, majd a Naprendszer feltérképezése után most a közeli bolygórendszerekhez fordulunk. Lehet, hogy egy nap a Proxima b vagy egy másik közeli világ csillagászai még nem találtak célokat csillagközi szondákra, például Projekt Starshot, vagy akár legénységű csillaghajók. De először ezeket a világokat kell elhelyeznünk a térképen.

Ezt a cikket a The Conversation a Creative Commons licenc alatt közzétette. Olvassa el az eredeti cikket.

Kövesse az összes Expert Voices kérdést és vitát, és váljon a vita részévé Facebook és Twitter. A vélemények a szerző véleményét képviselik, és nem feltétlenül tükrözik a kiadó véleményét.

All About Space Holiday 2019

(Kép jóváírása: All About Space)