הטלסקופ החדש של ציד כוכבי הלכת של נאס"א, TESS (לווייני סקר Exoplanet Survey), מצא את עולמו הראשון בגודל כדור הארץ. למרות שכוכב הלכת בגודל כדור הארץ, ובן לווייתו התת-נפטוני, נצפו לראשונה על ידי TESS בינואר 2019, נדרש עד כה לאמת את מעמדם בתצפיות מעקב קרקעיות. התגלית מתפרסמת במכתבי העיתון "Astrophysical Journal".
כאשר תוכנן TESS, הרעיון היה למצוא את האקסופלאנטים המבטיחים ביותר בסמוך לכוכבים הקרובים והמוארים ביותר. זה יקל על תצפיות המעקב בהרבה. מדענים חישבו כי TESS ימצאו כ -300 Exoplanets בגודל אדמה או סופר-אדמה במשימתה לשנתיים. אז למצוא את הראשון זה עניין גדול.
TESS מוטלת על מציאת Exoplanets, אך לא רק Exoplanets. הרעיון מאחורי המשימה היה למצוא את גודל האדמה הקטנים יותר. קודמו של TESS, טלסקופ החלל קפלר, מצא המון exoplanets, אבל רובם היו גדולים בהרבה מכדור הארץ. זה הגיוני מכיוון שקל יותר למצוא אותם גדולים יותר.
"זה כל כך מרגש ש- TESS, שהושקה לפני כשנה, היא כבר מחליף משחק בעסקי ציד הכוכבים."
יוהנה טסקה, מכון קרנגי למדע.
"זה כל כך מרגש ש- TESS, שהושקה לפני כשנה, היא כבר מחליף משחק בעסקי ציד הכוכבים", אמרה ג'והנה טסקה מהמכון למדע קרנגי, שהיא הסופרת השנייה בעיתון. "החללית סוקרת את השמיים ואנחנו משתפים פעולה עם קהילת המעקב של TESS כדי לסמן יעדים פוטנציאליים מעניינים לתצפיות נוספות באמצעות טלסקופים וכלים מבוססי קרקע."
שני כוכבי הלכת הללו שהתגלו לאחרונה מקיפים כוכב ברצף כתום שנקרא HD 21749, כ 53 שנות אור מכדור הארץ, וכ 70% ממסת השמש. שני כוכבי הלכת הם כוכבי הלכת היחידים הידועים במערכת השמש ההיא. כדור הארץ בגודל כדור הארץ נקרא HD 21749c, וכוכב הלכת התת-נפטוני החם נקרא HD 21749b.
מכון קרנגי למדע מתגלה בצורה בולטת בתגלית זו מכיוון שהם חלק מהקונסורציום שמפעיל את מצפה הכוכבים לאס קמפנה בצ'ילה, שם שוכנים טלסקופים מגלן. לטלסקופ מגלן השני יש מכשיר ייחודי המחובר אליו בשם PFS, או Planet Finder Spectrograph, אשר פותח על ידי מדענים המעורבים במחקר זה וחלוץ אותו. ה- PFS עזר לאשר את שני כוכבי הלכת הללו, והוא גם מדד את המסה של HD 21749b, תת-נפטון.
הצוות השתמש ב- PFS כדי לאמת את תגליות ה- TESS מכיוון שה- PFS מסתמך על שיטת המהירות הרדיאלית, שזו כרגע הדרך היחידה לקבוע את המסה של אקסופלאנט אינדיבידואלי. ואם אינך מכיר את המסה, אינך יכול לקבוע את צפיפות הכוכב או ההרכב שלו.
ה- PFS מסתמך על כוח המשיכה למדידת המסה של Exoplanet. הכוכב, במקרה זה HD 21749, מפעיל השפעה חזקה על כוכבי הלכת המקיפים אותו. אבל כוח המשיכה עובד בשני הכיוונים. המשיכה הכבידה של הכוכב מעניקה לנענע קלה לכוכב, שאותו PFS יכול לגלות. ככל שהתנודדות הכוכב המארח גדולה יותר, הכוכב מאסיבי יותר.
"PFS הוא אחד המכשירים היחידים בחצי הכדור הדרומי שיכולים לבצע מדידות מסוג זה", הוסיף טסקה. "אז זה יהיה חלק חשוב מאוד באיפיון נוסף של כוכבי הלכת שנמצאו במשימת TESS."
שיטות תצפית שונות מוצאות סוגים שונים של כוכבי לכת. כל שיטה מוטה בדרכה שלה, ומדענים יודעים זאת ומתכננים אותה. במקרה של TESS, הוא נועד למצוא כוכבי לכת המקיפים את הכוכב שלהם במהירות יחסית, בדרך כלל תוך פחות מעשרה ימים. כשאתה חושב על זה אתה יכול לראות מדוע.
"הייתה מעורבת לא מעט עבודות בילוש, והאנשים הנכונים היו שם בזמן הנכון."
דיאנה דראגומיר, סופרת ראשית, מכון Kavli של MIT לחקר אסטרופיזיקה וחלל
אם כוכב לכת לוקח זמן רב במיוחד למסלולו על הכוכב שלו, כמו אורנוס למשל, שלוקח 84 שנים למסלול השמש, ייתכן שתצטרך לבהות בכוכב שהוא מקיף אותו זמן רב לפני שתוכל לזהות אותו. אם זה לוקח 10 ימים בלבד, לא תצטרך לקשור משאבי תצפית זמן רב כדי לאתר אותם.
בתגלית זו, HD 21749b, יש את התקופה המסלולית הארוכה ביותר של כל אחת מ Exoplanets TESS עד כה, בערך 36 יום. בגלל האופן שבו TESS עובד, זה הקשה על הבחנת תת-נפטון בנתונים.
"הייתה מעורבת הרבה בלשים, והאנשים הנכונים היו שם בזמן הנכון," אמרה הסופרת הראשית דיאנה דראגומיר ממכון קוולי למחקר אסטרופיסיקה וחלל ב- MIT. "אבל היה לנו מזל ותפסנו את האותות והם היו ממש ברורים."
תת-נפטון, HD 21749b, יש בערך פי 23 ממסת כדור הארץ והרדיוס שלו הוא כ -2.7 פעמים מכדור הארץ. הצפיפות המדודה מרמזת על כך שהכוכב לא סלעי, וכי יש לו אווירה משמעותית. זה עשוי לעזור לאסטרונומים להבין את האטמוספרות בסוגי כוכבי לכת אלה.
אבל למרות שהתגלית תת-נפטון מלהיבה מסיבות מדעיות, זה אח 21749c של האחים עשוי להיות מרגש יותר. לוקח שמונה ימים בלבד למסלול הכוכב, והוא הרבה יותר קרוב לגודל כדור הארץ. עם זאת, מדידת המסה והצפיפות של כוכב לכת זה לא תהיה קלה.
"מדידת המסה וההרכב המדויקים של כוכב לכת כה קטן יהיה מאתגר, אך חשוב להשוואה של HD 21749c לכדור הארץ", אמר שרון וואנג, מחברי העיתון. "צוות PFS של קרנגי ממשיך לאסוף נתונים על אובייקט זה מתוך מטרה זו."
"לכוכבים קרובים מאוד ומוארים מאוד, ציפינו למצוא עד כמה עשרות כוכבי לכת בגודל אדמה."
דיאנה דראגומיר, סופרת ראשית, מכון Kavli של MIT לחקר אסטרופיזיקה וחלל
TESS תאפשר לאסטרונומים לבצע מדידות מדויקות יותר ממה שקפלר עשה. באמצעות TESS, הם צריכים להיות מסוגלים למדוד מסה של exoplanets, הרכב אטמוספרי ותכונות אחרות. למרות ש exoplanets, ו- exoplanets קטנים יותר בגודל כדור הארץ, אינם נדירים בדרך החלב, עדיין יש לנו הרבה מה ללמוד עליהם.
אנו עדיין לא יכולים לתאר במדויק את המגוון שלהם. אנחנו עדיין בתחילת הדרך, שזה מרגש, וההתרגשות הזו הולכת ומתעצמת כש TESS עושה את העבודה שלה.
"עבור כוכבים קרובים מאוד ומוארים מאוד, ציפינו למצוא עד כמה תריסר כוכבי לכת בגודל אדמה," אמר דרגומיר. "והנה אנחנו - זו תהיה הראשונה שלנו וזה אבן דרך עבור TESS. זה מגדיר את הדרך למציאת כוכבי לכת קטנים יותר סביב כוכבים קטנים אפילו יותר, וכוכבי הלכת האלה עשויים להיות ראויים למגורים. "
מקורות:
- עבודת מחקר: TESS מספקת את כוכב הלכת הגדול ביותר בגודל הארץ הראשון וסביבת נפטון מחממת
- הודעה לעיתונות: TESS מוצאת את כדור הארץ הראשון בגודל האדמה
- נאס"א: דף הבית של TESS
