Ο νεότερος κυνηγός πλανητών της NASA βρήκε πιθανότατα τον πρώτο πλανήτη του, και μετά από αυτόν, ο δεύτερος. Οι αστρονόμοι περιμένουν ανεξάρτητη επιβεβαίωση από άλλα τηλεσκόπια, αλλά μια υπερβολική ποσότητα νέων πλανητών θα μπορούσε να κυλήσει χάρη σε έναν κατάλογο υποψηφίων 73 βαθιά και μετρώντας - μια εντυπωσιακή ανάσυρση για ένα διαστημικό τηλεσκόπιο που πήρε την πρώτη εικόνα της επιστήμης λιγότερο από δύο μήνες πριν.
Ο Δορυφόρος της Διερεύνησης της Διερεύνησης της Εξωπλανήτης (TESS) ξεκίνησε τον Απρίλιο του τρέχοντος έτους και πέρασε μερικούς μήνες που πετούσαν στην τελική της τροχιά, βγάζοντας το φεγγάρι μέχρι το φεγγάρι και στη συνέχεια να επιστρέψει κοντά στη μετάδοση δεδομένων στη Γη. Από αυτό το πλεονέκτημα, η TESS θα πραγματοποιήσει μια διετή έρευνα για να ανιχνεύσει περίπου το 85% του ουρανού. Το παρατηρητήριο τροχιάς αναμένεται να εντοπίσει χιλιάδες εξωπλανήτες γύρω από τα πλησιέστερα και φωτεινότερα αστέρια - τέλειους υποψήφιους για περαιτέρω μελέτη χρησιμοποιώντας μεγαλύτερα τηλεσκόπια.
Οι πρώτοι δύο πλανήτες που ανακάλυψε ο TESS είναι πράγματι περίεργοι κόσμοι. Κάποιος μοιάζει με μικροσκοπικό Ποσειδώνα, αλλά κάθεται πολύ πιο κοντά στο αστέρι του, καθιστώντας το πιο ζεστό και πιο ασταθές από τον μεγάλο μπλε πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Ο άλλος είναι ένας κόσμος μεγέθους Γης κλειδωμένος σε μια αγκαλιά με το αστέρι του τόσο σφιχτό ώστε να ολοκληρώνει μια τροχιά σε μόλις 11 ώρες, κάνοντας τις συνθήκες επιφάνειας ιδιαίτερα δελεαστικές.
Αλλά από τις χιλιάδες εξωπλανήτες που θα αποκαλύψει ο TESS, οι επιστήμονες ενδιαφέρονται πρωτίστως για ένα κλάσμα μόνο ενός ποσοστού. Η Natalia Guerrero, αναπληρωτής διευθυντής του TESS του αντικειμένου ενδιαφέροντος (TOI) του MIT, λέει ότι το διαστημόπλοιο είναι πραγματικά στο κυνήγι περίπου 50 πλανητών, καθένας λιγότερο από τέσσερις φορές την ακτίνα της Γης και στην κατοικήσιμη ζώνη του αστέρι τους.
"Ελπίζουμε ότι θα βρούμε περισσότερα από αυτό, αλλά αυτό περιμένουμε", λέει ο Guerrero.
Ο Δορυφόρος Survey Transition Exoplanet (TESS) έλαβε αυτό το στιγμιότυπο του μεγάλου Magellanic Cloud (δεξιά) και το φωτεινό αστέρι R Doradus (αριστερά) με έναν μόνο ανιχνευτή μιας από τις κάμερές του την Τρίτη 7 Αυγούστου. ένα στρώμα του νότιου ουρανού TESS που συλλαμβάνεται στην εικόνα του "πρώτου φωτός" της επιστήμης ως μέρος του αρχικού κύκλου συλλογής δεδομένων. (NASA / MIT / TESS) Ενώ ολόκληρος ο κατάλογος των εξωπλανητών θα βοηθήσει τους επιστήμονες να μάθουν για τη διανομή πλανητών στον γαλαξία, η χούφτα που η Guerrero ελπίζει να βρει είναι οι ιδανικοί στόχοι στην αναζήτηση ενός άλλου ζωτικού κόσμου. Ένας πλανήτης που έχει λιγότερες από τέσσερις ακτίνες της γης πιθανότατα είναι βραχώδης, για παράδειγμα, και αν περιστρέφει επίσης τη σωστή απόσταση από το αστέρι του (που εξαρτάται από το μέγεθος και τη θερμοκρασία του αστέρα), θα μπορούσε να υποστηρίξει τα υγρά επιφανειακά ύδατα. Ορισμένοι άλλοι παράγοντες επηρεάζουν αν η ζωή μπορεί να υπάρξει ρεαλιστικά σε έναν πλανήτη - για παράδειγμα η αφθονία οργανικών ενώσεων - αλλά δεδομένου ό, τι γνωρίζουμε για τη Γη, οι βραχώδεις πλανήτες με νερό φαίνεται σαν το καλύτερο μέρος για να ξεκινήσουμε.
Επιπλέον, η επόμενη γενιά μεγάλων τηλεσκοπίων θα είναι σε θέση να μελετήσει αυτούς τους πλανήτες με τρόπους που είναι αδύνατο με τα τηλεσκόπια σήμερα. Το TESS βρίσκει πλανήτες μέσω της μεθόδου διαμετακόμισης, η οποία αναζητά βυθίσεις στο αστρικό φωτό που προκαλούνται από έναν πλανήτη που κινείται μπροστά. Οι εξελιγμένοι αισθητήρες φωτός στο διαστημικό τηλεσκόπιο "μπορούν να ανιχνεύσουν την ποσότητα φωτός που αποκλείει ένα σκώρο όταν πετάει σε όλη τη φεγγάρι", λέει ο Guerrero. Ως εκ τούτου, κάθε πλανήτης που ανακαλύπτει το TESS θα είναι ένας που περνά μπροστά από το αστέρι του από την οπτική μας, γεγονός που προσφέρει την ευκαιρία να βρεθούν στόχοι για το επόμενο μεγάλο βήμα στο κυνήγι ενός Γη που μοιάζει με τον κόσμο: μέτρηση της ατμόσφαιρας.
Για να καταλάβετε τι δημιουργείται μια ατμόσφαιρα εξωπλανήτων, χρειάζεστε ένα όργανο που ονομάζεται φασματόμετρο, το οποίο μπορεί να αναλύσει τη χημική υπογραφή των ουράνιων αντικειμένων. Όταν ένας πλανήτης περάσει μπροστά από το αστέρι του, μερικά από τα φωτεινά σημάδια περνούν μέσα από την ατμόσφαιρα και ορισμένα μήκη κύματος φωτός φιλτράρονται από την παρουσία συγκεκριμένων στοιχείων. Αυτή τη στιγμή, με κάτι σαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, τέτοιες μετρήσεις μπορούν να ληφθούν μόνο για πλανήτες μεγέθους Jupiter που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση ή μεγαλύτεροι. Όμως, τα τεράστια διαστημικά τηλεσκόπια - όπως το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, ένα θόρυβο μεγέθους γήπεδου τένις προγραμματισμένο να ξεκινήσει το 2021 - θα είναι σε θέση να απομονώσουν το φως που διέρχεται από την ατμόσφαιρα ενός μικρότερου πλανήτη για να καταλάβει τι είναι ο αέρας του πλανήτη . Με το σωστό τηλεσκόπιο και τις συνθήκες, μια ατμόσφαιρα μπορεί να αποκαλυφθεί και ένας κόσμος που γνωρίζουμε είναι ότι το μέγεθος της Γης θα μπορούσε πραγματικά να γίνει Γη, αν έχει μια ατμόσφαιρα οτιδήποτε δική μας.
Το TESS ψάχνει για σχετικά κοντά, μέσα σε περίπου 330 έτη φωτός, διάσπαρτα σε ολόκληρο το βόρειο και νότιο ημισφαίριο (το διαστημικό τηλεσκόπιο ψάχνει προς το νότο αυτή τη στιγμή και θα γυρίσει προς βορρά κάποια στιγμή το επόμενο έτος). Αυτή η προσέγγιση είναι αντίθετη με το άλλο μεγάλο δορυφορικό τηλεσκόπιο Space Navy, Kepler, το οποίο έχει κοιτάξει στο ίδιο πεδίο των αστέων για περίπου τέσσερα χρόνια. Ενώ ο Kepler μπορεί να συλλέξει αρκετό φως για να βρει πλανήτες μέχρι 3.000 έτη φωτός μακριά, η νέα αποστολή έρευνας με το TESS θα βρει κοντινούς πλανήτες σε όλες τις θέσεις του ουρανού.
Ο Abel Mendez, διευθυντής του Εργαστηρίου της Πλανητικής Ικανότητας στο Πανεπιστήμιο του Πουέρτο Ρίκο στο Arecibo, διατηρεί κατάλογο δυνητικά κατοικήσιμων πλανητών που βρέθηκαν μέχρι τώρα. Αυτή τη στιγμή, στον κατάλογο υπάρχουν συνολικά 55 πλανήτες, με 22 μεγέθους γης, ένα μέγεθος Mars και 32 "Super-Earths" που είναι περίπου διπλάσιο από το μέγεθος της Γης. (Αυτοί είναι αισιόδοξοι αριθμοί - κάτω από τα πιο αυστηρά κριτήρια, μόνο 14 πλανήτες κάνουν την "κατοικήσιμη" περικοπή).
Ο Mendez λέει ότι πιστεύει ότι το TESS θα αποφέρει "δεκάδες" νέες κατοικήσιμες εξωπλανήτες και το τηλεσκόπιο θα επεκτείνει επίσης την ικανότητα της ομάδας του να μελετήσει ορισμένους από αυτούς τους μακρινούς κόσμους. Από τα ζευγάρια δώδεκα γνωστούς κατοικήσιμους πλανήτες, μόνο τέσσερα βρίσκονται μέσα στο οπτικό πεδίο του Arecibo. "Το TESS θα παράσχει πολλούς στόχους για παρατηρήσεις παρακολούθησης από την Arecibo και πολλά άλλα τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο", λέει ο Mendez.
Εκτός από την ανίχνευση μακρινών ατμοσφαιρών, οι παρατηρήσεις παρακολούθησης με τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο μπορούν να μας διδάξουν μια εκπληκτική ποσότητα σχετικά με τους πλανήτες που βρίσκονται μακριά. Πάρτε Pi Mensae γ, για παράδειγμα, ο πρώτος πλανήτης που ανακαλύφθηκε από το TESS. Ο κόσμος περιστρέφεται γύρω από το αστέρι Pi Mensae περίπου 60 έτη φωτός μακριά, ή 350 τρισεκατομμύρια μίλια. Συμπληρώνει μια τροχιά σε μόλις 6, 27 ημέρες και έχει ακτίνα περίπου διπλάσια από το μέγεθος της Γης-δύο παραμέτρους που μπορεί να μετρήσει το TESS καθώς ο πλανήτης περνά μπροστά από το αστέρι του.
Αλλά υπάρχει ένα άλλο κρίσιμο κομμάτι δεδομένων που το TESS δεν μπορεί να μετρήσει: μάζα.
Ο πλανήτης Pi Mensae c έχει σχεδόν πέντε φορές τη μάζα της Γης. Για να υπολογίσουν αυτό το ποσοστό, οι αστρονόμοι έπρεπε να βουλιάξουν πίσω στα παλιά δεδομένα του αστέρα. Το Pi Mensae, ή το HD 39091, ήταν ήδη γνωστό ότι έχει έναν γιγαντιαίο πλανήτη-δέκα φορές τη μάζα του Δία. Αυτός ο πλανήτης βρέθηκε το 2001 από την Αγγλο-Αυστραλιανή Αναζήτηση Πλανήτη (μία από τις πρώτες ομάδες κυνηγιού εξωπλανήτων) μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται ακτινική ταχύτητα. Η μέθοδος της ακτινικής ταχύτητας εξετάζει τις διαταραχές της κίνησης ενός αστεριού, γεγονός που μπορεί να δείξει ότι ένας πλανήτης τραβάει το αστέρι με τη βαρύτητά του. Η τεχνική είναι κυρίως χρήσιμη για την εύρεση τεράστιων πλανητών, αλλά μόλις ανακαλυφθεί, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μετρήσεις ακτινικής ταχύτητας για τον υπολογισμό της μάζας.
"Ενώ το σήμα του [νέου] πλανήτη είναι σίγουρα παρόν στα δεδομένα που υπήρχαν ήδη, δεν είναι πολύ μεγάλο γιατί ο πλανήτης είναι τόσο μικρός", λέει ο Jennifer Burt, μεταδιδακτορικός συνεργάτης του Torres στο Ινστιτούτο MIT Kavli για την Αστροφυσική και τη Διαστημική Έρευνα. -αυτοκίνητο το χαρτί που περιγράφει τον πρώτο πλανήτη TESS.
Οι τεχνικοί εργάζονται για να ολοκληρώσουν το διαστημικό τηλεσκόπιο TESS πριν από την εκτόξευση. (NASA) Μετά τον προσδιορισμό της μάζας του Pi Mensae c, οι αστρονόμοι συνειδητοποίησαν ότι ο πλανήτης πιθανότατα μοιάζει περισσότερο με μια εξαιρετικά μικρή παραλλαγή του Ποσειδώνα παρά μια πολύ μεγάλη παραλλαγή της Γης. Αλλά μέσα σε λίγες μέρες από την ανακοίνωση του πρώτου πλανήτη τους, η ομάδα TESS είχε ήδη βρει το δεύτερο - και είναι πραγματικά περίεργο.
Ο πλανήτης περιστρέφεται γύρω από το αστέρι LHS 3844, το οποίο είναι ένα δροσερό, μικρό αστέρι που ονομάζεται κόκκινο νάνος. Αυτά τα δροσερά μικρά αστέρια αντιπροσωπεύουν τον πιο άφθονο τύπο αστέρα στο σύμπαν. Πολλοί κόκκινοι νάνοι έχουν πλανήτες που περιστρέφονται σε διάστημα λίγων ημερών, αλλά ο νεοανακαλυμμένος πλανήτης γύρω από το LHS 3844 ολοκληρώνει την τροχιά του σε μόλις 11 ώρες. Μια εβδομάδα στη Γη αντιπροσωπεύει 15 χρόνια "σε αυτόν τον πλανήτη, τοποθετώντας το σε μια μικρή κατηγορία πλανητών με πολύ σύντομο χρονικό διάστημα.
Αρχικά, οι ανακαλύψεις του TESS θα είναι προκατειλημμένες προς αυτά τα είδη πλανητών - επαναλαμβανόμενες διαβάσεις σε όλο το αστέρι σημαίνει ότι είναι ευκολότερο να εντοπιστούν. Με δεκάδες ισχυρούς υποψήφιους ακόμα στη λίστα TESS για αυτόν τον τομέα, θα μπορούσαν να υπάρχουν πολλές ανακαλύψεις ακριβώς πίσω από τη γωνία. Τέτοιες πλανητικές ασφάλειες θα συσσωρευτούν κατά τη διάρκεια της αποστολής, ενώ περιμένουμε να ανακαλύψουμε περισσότερους κόσμους που μοιάζουν με τη Γη, που τροχίζουν τα αστέρια τους σε μερικές εκατοντάδες ημέρες.
Αλλά όπως επισημαίνει ο Burt, ακόμη και οι αφιλόξενοι πλανήτες ζωγραφίζουν μια λαμπρή ιστορία του νυχτερινού ουρανού. Το αστέρι Pi Mensae, τώρα με δύο γνωστούς πλανήτες, είναι αρκετά φωτεινό ώστε να βλέπει με γυμνό μάτι. Όταν η αρχική διετής αποστολή του TESS είναι πάνω - και η ομάδα προγραμματίζει ήδη μια επέκταση αποστολής - πρέπει να έχουμε μια καλή κατανόηση για το ποια κοντινά αστέρια έχουν περιπλανήσει τους δικούς τους κόσμους.
"Μέχρι τη στιγμή που η TESS ολοκληρώσει την αποστολή της, θα πρέπει να είστε σε θέση να βγείτε στο κατώφλι σας, να δείχνετε σε ένα αστέρι και να γνωρίζετε ότι υπάρχουν πλανήτες γύρω του", λέει ο Burt. Ίσως ένας από αυτούς τους πλανήτες θα μοιάζει ακόμη και λίγο σαν δικό μας.
* Σημείωση Συντάκτη, 28 Σεπτεμβρίου 2018: Μια προηγούμενη έκδοση αυτού του άρθρου δήλωσε λανθασμένα ότι η ομάδα TESS ελπίζει να βρει περίπου 50 πλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη με λιγότερο από τέσσερις φορές τη μάζα της Γης, όταν στην πραγματικότητα ήταν λιγότερο τέσσερις φορές την ακτίνα της Γης. Η ιστορία έχει τροποποιηθεί για να διορθώσει αυτό το γεγονός.
