Lielā mērā paldies Keplera kosmiskais teleskops, apstiprināto ekstrasolāru planētu skaits pēdējā desmitgadē ir eksponenciāli audzis. Un ar nākamās paaudzes misijām kā Tranzīta Exoplanet aptaujas satelīts (TESS) jau orbītā, arvien vairāk kandidātu un apstiprinātu planētu tiek atklāti visu laiku - arī daudzi no viņiem ir jauni un aizraujoši!
Faktiski viens no TESS jaunākajiem atklājumiem ietver trīs planētu sistēmu, kas riņķo ap zvaigzni (L 98-59), kas atrodas aptuveni 35 gaismas gadu attālumā no Zemes. Viena no planētām, kas pazīstama kā L 98-59b, atrodas starp Zemes un Marsa izmēriem - faktiski padarot to par mazāko eksoplanetu, ko līdz šim atklājusi TESS. Atklājums arī uzsver TESS izsmalcinātību un divkāršo mazo eksoplanetu skaitu, kuras tiek uzskatītas par papildu pētījumu cienīgām.
Darbs, kurā aprakstīts atklājums, parādījās jaunākajā izdevumā Astrofizikas žurnāls. Starptautiskajā komandā, kas atradās aiz atklājuma, bija iekļauti vairāki NASA zinātnieki, kā arī pētnieki no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra, Kavli astrofizikas un kosmosa pētījumu institūta un vairākām universitātēm un observatorijām no visas pasaules.
Atklāšanas darba galvenais autors bija Vesels Kostovs, NASA Goddard kosmisko lidojumu centra un SETI institūta astrofiziķis. Kā viņš paskaidroja nesenā NASA paziņojumā presei:
“Šis atklājums ir liels TESS inženiertehniskais un zinātniskais sasniegums. Mazu planētu atmosfēras pētījumiem ir vajadzīgas īsas orbītas ap spilgtām zvaigznēm, taču šādas planētas ir grūti atklāt. Šai sistēmai ir potenciāls aizraujošiem pētījumiem nākotnē. ”
Tā kā nosaukums apliecina, TESS medī eksoplanetes, izmantojot metodi, kas pazīstama kā tranzīta fotometrija (pazīstama arī kā tranzīta metode). Tas ietver tālu zvaigžņu novērošanu pēkšņiem apgaismojuma kritumiem, kas ir norādes uz planētu, kas iet zvaigznītes priekšā (t.i., šķērso) attiecībā pret novērotāju. Novērojot nolaišanās apmērus un biežumu, zinātnieki spēj noteikt planētu esamību, kā arī to orbītas periodu un lielumu.
Kaut arī šī metode pašlaik ir visefektīvākais eksoplanetu noteikšanas un apstiprināšanas veids, tā ir 3087 no līdz šim atklātajām vairāk nekā 4000. Tomēr tas nav īpaši efektīvs, ja runa ir par tādu mazāku, akmeņainu planētu kā Zeme smērēšanos. Fakts, ka TESS spēja atrast ne vienu, bet trīs klinšainas planētas, kas riņķo ap L 98-59, liecina par tā instrumentu jutīgumu un iespējām.
Šīs planētas (kuras apzīmētas ar L 98-59b, c un d) ir aptuveni 0,8, 1,4 un 1,6 reizes lielākas nekā Zeme, un ļoti strauji riņķo to zvaigzne ar attiecīgi 2,25, 3,7 un 7,45 dienu periodu. Kā skaidroja Džonatans Brande, NASA Goddard un Merilendas universitātes līdzautors un astrofiziķis:
“Ja jums ir vairāk nekā viena planēta, kas riņķo kādā sistēmā, tās var gravitācijas mijiedarboties viena ar otru. TESS novēros L 98-59 pietiekami daudzos sektoros, lai tas varētu atklāt planētas ar orbītām apmēram 100 dienas. Bet, ja mums patiešām paveicas, mēs varētu redzēt neatklātu planētu gravitācijas efektu uz tām, kuras mēs šobrīd zinām. ”
Lai arī L 98-59b pārstāv jaunu TESS rekordu, kas ir par aptuveni 10% mazāks nekā iepriekšējais ierakstu turētājs, kuru tā atklāja, tā nav mazākā līdz šim atklātā eksoplaneta. Šis ieraksts attiecas uz Kepleru-37b, akmeņaino eksoplanetu, kas atrodas apmēram 210 gaismas gadu attālumā no Zemes, kas ir tikai aptuveni trešdaļa Zemes lieluma un par 20% lielāks nekā Mēness.
Tomēr L 98-59b atklājums ir vēl iespaidīgāks, ja ņem vērā faktu, ka tā riņķo ap M veida (sarkanais punduris) zvaigzni, kas aptuveni par vienu trešdaļu pārsniedz mūsu Saules izmēru un masu. Šī zvaigzne ir ievērojami mazāk spilgta nekā Kepler-37, kas ir G tipa (dzeltenā pundura) zvaigzne - līdzīga mūsu Saulei - kaut arī L 98-59 ir īpaši spilgta, kad iet sarkanais punduris.
Apvienojumā ar faktu, ka tā atrodas salīdzinoši tuvu mūsu Saules sistēmai, trīs planētu sistēmas atklāšana ap L 98-59 padara to par pievilcīgu kandidātu turpmākiem novērojumiem. M tipa zvaigznes ir visizplatītākais tips Visumā, un tikai Piena ceļā tās veido trīs ceturtdaļas zvaigžņu.
Jaunākie pētījumi arī atklāja, ka tās, visticamāk, ir vieta, kur atrast klinšainas planētas, kas riņķo zvaigznes apdzīvojamā zonā. Tādēļ zinātnieki vēlas uzzināt vairāk par planētu sistēmām, kas veidojas ap šāda veida zvaigznēm. Tajos ietilpst tas, vai akmeņainās planētas, kuras riņķo sarkanajos punduros, spēs saglabāt atmosfēru, ņemot vērā radiācijas daudzumu, uz kuru tās tiks pakļautas.
Diemžēl neviena no šīm planētām nerodas orbītā L 98-59s apdzīvojamā zonā. Faktiski, tā attālumā no vecāku zvaigznes, L 98-59b saņem pat divdesmit divas reizes lielāku starojuma enerģijas daudzumu, kādu Zeme saņem no Saules. Tikmēr L 98-59c un d saņem apmēram vienpadsmit un četras reizes vairāk radiācijas nekā Zeme.
Tomēr tie visi aizņem “Venēras zonu” - attālumu diapazonu, kurā planēta ar Zemei līdzīgu atmosfēru varētu izjust izsīkstošu siltumnīcas efektu, tādējādi pārvēršot to Venērai līdzīgā atmosfērā. Balstoties uz tā lielumu, L 98-59d varētu būt vai nu Venērai līdzīga pasaule, vai arī mini Neptūns - akmeņaina serde, ko ieskauj blīva gāzveida aploksne.
Neatkarīgi no tā, joprojām pastāv iespēja, ka šīs planētas varētu būt apdzīvojamas, un notiekošie pētījumi atbildēs uz būtiskiem jautājumiem par šīm un citām klinšainajām pasaulēm, kas riņķo apkārt esošajiem sarkanajiem punduriem - piemēram, Proxima b un t
“Ja mēs skatu Sauli no L 98-59, tad Zemes un Venēras tranzīts liktu mums domāt, ka planētas ir gandrīz identiskas, taču mēs zinām, ka tās nav. Mums joprojām ir daudz jautājumu par to, kāpēc Zeme kļuva apdzīvojama, un Venera - ne. Ja mēs varam atrast un izpētīt līdzīgus piemērus ap citām zvaigznēm, piemēram, L 98-59, mēs potenciāli varam atklāt dažus no šiem noslēpumiem. ”
Par laimi, TESS būs iespēja novērot sistēmu vēl daudzas reizes pirms mēneša beigām. Pašlaik TESS 27 dienas vienlaikus uzrauga dienvidu debesu 24 x 96 grādu reģionus (aka sektorus). Kad šī gada jūlijā tiks pabeigts pirmais novērojumu gads, L 98-59 sistēma būs parādījusies septiņos no 13 sektoriem, kas veido dienvidu debesis.
Cerams, ka tas dos astronomiem laiku, lai precizētu, ko viņi zina par šīm trim apstiprinātajām planētām, un, iespējams, atrastu vairāk pasaules šajā sistēmā. Ņemot vērā, ka visas trīs orbītas ar zvaigznes “Venēras zonu”, viss, kas riņķo ārpus tās, iespējams, atradīsies tās apdzīvojamā zonā.
Šie novērojumi būs arī tāls ceļš, lai izveidotu akmeņainu planētu katalogu ap tuvumā esošajām, spožajām zvaigznēm. Kad Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) nonāks kosmosā 2021. gadā, tas izmantos savas uzlabotās infrasarkano staru attēlveidošanas iespējas, lai savāktu informāciju par šo planētu atmosfēru un raksturotu tās.
Tā kā četras no TRAPPIST-1 pasaules orbītā atrodas savas zvaigznes HZ, tās tiek uzskatītas par galvenajām kandidātēm. Kostovas komanda norāda, ka ir arī L 98-59 planētas. Šie apvienotie centieni efektīvi pietuvos mūs vienu soli tuvāk, lai noteiktu, vai mūsu kosmiskajā apkārtnē ir kādas apdzīvojamas planētas.
