Za pouhých devět měsíců (31. října 2021) NASA dlouho očekávaná Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) bude konečně vypuštěna do vesmíru. Jakmile bude tato observatoř nové generace uvedena do provozu, využije své výkonné infračervené zobrazovací schopnosti ke studiu všech druhů kosmologických jevů. Bude také zásadní pro charakterizaci extrasolárních planet a jejich atmosféry, aby se zjistilo, zda jsou nějaké obyvatelné.
V očekávání toho astronomové označují exoplanety jako životaschopné kandidáty pro následné studie. Mezinárodní tým vedený výzkumníky z MIT pomocí dat ze satelitu Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) objevil čtyři nové exoplanety obíhající hvězdu podobnou Slunci asi 200 světelných let od Země. Tento systém by mohl být ideálním místem proJames Webbabychom objevili obyvatelnou planetu.
Studie, která popisuje zjištění týmu (kterou vedl Tansu Daylan z MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research), se nedávno objevila v The Astronomical Journal a byl také předmětem prezentace na konferenci 237. zasedání Americké astronomické společnosti . Vzhledem k pandemickým omezením bylo letošní setkání AAS virtuální událostí, která se konala od 10čt- patnáctčtonline.
Umělecké ztvárnění pěti planet obíhajících TOI-1233, z nichž čtyři byly objeveny pomocí TESS, mise NASA pod vedením MIT. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Čtyři, ne, pět planet!
Tým našel systém čtyř planet při zkoumání HD 108236 – aka. Objekt zájmu TESS 1233 (TOI -1233) – hvězda typu G (žlutý trpaslík) nacházející se 210 světelných let od Země. Po zkombinování tranzitních dat TESS s průzkumem, Dopplerovou spektroskopií a snímkováním s vysokým rozlišením z pozemských dalekohledů zjistili, že kolem této hvězdy obíhá soustava ne méně než čtyř planet.
Patří mezi ně velká, kamenitá vnitřní planeta (aka. super-Země) a tři plynné vnější planety, které jsou o něco menší než Neptun (mini-Neptuny). Ve srovnání se Sluneční soustavou obíhá všech pět planet velmi blízko ke svému Slunci – v rozmezí od 0,046 AU do 0,14 (4,6 až 14 % vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem) – a mají oběžné doby necelé čtyři dny až devatenáct a půl. .
V důsledku toho Daylan a jeho tým odhadují, že zažívají povrchové teploty v rozmezí od 370 do 815 °C (700 až 1500 °F). O den později další mezinárodní tým oznámil objev a pátá exoplaneta pomocí dat z ESA charakterizující družici Exoplanet (CHEOPS). Tato planeta je další Super-Země, která obíhá poměrně blízko své mateřské hvězdy (0,17 AU) a má oběžnou dobu 29 dní.
Proto je nepravděpodobné, že by některá z nich mohla hostit život (jak jej známe), ale planety zůstávají životaschopným kandidátem pro následná pozorování. Protože všechny čtyři planety v tomto systému mají krátké oběžné doby, dá to astronomům spoustu příležitostí k jejich bližšímu zkoumání, když procházejí před svou hvězdou (aka. tranzitem) vzhledem k observatořím.
Umělecký koncept satelitu Transiting Exoplanet Survey Satellite a jeho 4 dalekohledů. Poděkování: NASA/MIT
Kandidáti na budoucí studium
Stejně jako jeho předchůdce, Keplerův vesmírný dalekohled , TESS pozoruje u hvězd periodické poklesy způsobené tranzitujícími planetami (aka Tranzitní metoda ). Tato metoda je v současnosti nejúčinnějším prostředkem k detekci exoplanet a může také poskytnout spolehlivé informace o jejich oběžné době a velikosti. Kromě toho může také poskytnout informace o atmosféře exoplanety.
K tomu dochází, když světlo z hvězdy prochází atmosférou planety vzhledem k pozorovateli, což může poskytnout spektra, která mohou astronomové použít k určení jejího chemického složení. Stručně řečeno, tato data mohou odhalit, zda má planeta atmosféru, která obsahuje kyslík, vodní páru, oxid uhličitý, metan atd., a je tedy schopna podporovat život, jak jej známe.
Přestože TESS nemá potřebné vybavení k charakterizaci atmosfér, dalekohled hraje velmi důležitou roli ve studiích exoplanet. Stejně jako jeho předchůdce,Keplerův vesmírný dalekohledTESS je zodpovědná za identifikaci exoplanet, které budou studovat atmosféru dalekohledy s vyšším rozlišením (jako je NASA Hubbleův vesmírný dalekohled ) a teleskopy nové generace jakoJWST,a Nancy Grace Romanová vesmírný dalekohled a další.
Vzhledem ke své blízkosti k Zemi se TOI-1233 jeví na noční obloze zvláště jasně ve srovnání s jinými hvězdami v podobné vzdálenosti. Ve skutečnosti je to nejjasnější hvězda podobná Slunci v blízkosti Sluneční soustavy a bude poskytovat dostatek světla pro její systém exoplanet, což znamená, že astronomové budou mít větší šanci získat spektra.
Umělcovo ztvárnění TOI-561, jednoho z nejstarších planetárních systémů v galaxii Mléčná dráha s největší chudobou na kovy pozorovaných pomocí TESS. Kredit: Observatoř W. M. Kecka/Adam Makarenko
Jako Daylan vysvětlil Díky tomu je TOI-1233 ideálním pouzdrem pro pozorování pomocí přístrojů nové generace:
'S multiplanetárními systémy tak trochu vyhráváte jackpot.' Planety pocházejí ze stejného disku hmoty kolem stejné hvězdy, ale nakonec jsou to různé planety s různou atmosférou a různým podnebím kvůli jejich odlišným drahám. Rádi bychom tedy porozuměli základním procesům formování a evoluce planet pomocí tohoto planetárního systému, který funguje jako řízený experiment.“
Zejména systémy s více planetami (zejména ty, které obíhají hvězdy podobné Slunci) představují pro astronomy příležitost dozvědět se více o tom, jak se náš vlastní systém planet formoval a vyvíjel v průběhu času. Vzhledem k rychlosti, s jakou bylo pět planet objeveno, je také možné, že TOI-1233 má ještě více planet, které teprve čekají na objevení, možná dokonce ty, které obíhají v jeho obyvatelné zóně (HZ).
sJames Webbspuštění je naplánováno na říjen, nebudeme muset dlouho čekat, než se to dozvíme!
Další čtení: Zprávy MIT , The Astronomical Journal