NASA-in najnoviji lovac na planete vjerojatno je pronašao svoj prvi planet, a danima nakon toga i drugi. Astronomi čekaju neovisnu potvrdu od drugih teleskopa, ali nakupina novih planeta mogla bi se pojaviti zahvaljujući listi kandidata 73 dubokoj i brojčanoj - impresivnoj privlačnosti za svemirski teleskop koji je prvi znanstveni snimak napravio prije manje od dva mjeseca.
Tranzitni satelit za istraživanje egzoplaneta (TESS) pokrenut je u travnju ove godine i proveo je nekoliko mjeseci leteći do svoje posljednje orbite, petljajući oko Mjeseca, a zatim natrag u blizini kako bi prenio podatke na Zemlju. S ove je strane TESS proveo dvogodišnje istraživanje kako bi skenirao oko 85 posto neba. Očekuje se da će opservatorij u orbiti uočiti tisuće egzoplaneta oko najbližih i najsjajnijih zvijezda - savršeni kandidati za daljnje istraživanje pomoću većih teleskopa.
Prva dva planeta koja su otkrili TESS doista su čudni svjetovi. Jedan izgleda poput minijaturnog Neptuna, ali sjedi mnogo bliže svojoj zvijezdi, što ga čini toplijim i nepostojanijim od velikog plavog planeta našeg Sunčevog sustava. Drugi je svijet veličine Zemlje, zatvoren u zagrljaju sa svojom zvijezdom, tako tijesnom da završi orbitu u samo 11 sati, što površinske uvjete čini posebno paklenim.
Ali od tisuće egzoplaneta koje će TESS otkriti, znanstvenike prvenstveno zanima samo djelić od jedan posto. Natalia Guerrero, zamjenica upravitelja TESS-ovih objekata interesa (TOI) na MIT-u, kaže da je svemirska letjelica zaista u lovu za oko 50 planeta, svaki manje od četiri puta više od polumjera Zemlje i unutar naseljene zone njihove zvijezde. *
"Nadamo se da ćemo pronaći više od toga, ali to očekujemo", kaže Guerrero.
Tranzitni satelit za istraživanje egzoplaneta (TESS) snimio je u utorak, 7. kolovoza, snimak Velikog magelanskog oblaka (desno) i sjajne zvijezde R Doradusa (lijevo) sa samo jednim detektorom jedne od njegovih kamera. Okvir je dio dio južnog neba TESS je uhvatio u svojoj prvoj svjetlosnoj slici kao dio svog početnog prikupljanja podataka. (NASA / MIT / TESS) Dok će cijeli katalog egzoplaneta pomoći znanstvenicima da nauče o raspodjeli planeta po galaksiji, šačica za koju se Guerrero nada da će pronaći većinu idealnih je meta u potrazi za drugim životnim svijetom. Planeta manja od četiri polumjera Zemlje, na primjer, vjerojatno je stjenovita, a ukoliko također kruži na ispravnoj udaljenosti od svoje zvijezde (što ovisi o veličini i temperaturi zvijezde), mogla bi podržati tekuću površinsku vodu. Niz drugih faktora utječe na to može li život stvarno postojati na planeti - na primjer, obilje organskih spojeva - ali s obzirom na ono što znamo o Zemlji, stjenovite planete s vodom izgledaju kao najbolje mjesto za početak.
Osim toga, sljedeća generacija velikih teleskopa moći će proučavati ove planete na načine koji su danas teleskopi nemogući. TESS pronalazi planete putem tranzitne metode, koja traži zvjezdane zrake uzrokovane planetom koji se kreće ispred. Sofisticirani svjetlosni senzori na svemirskom teleskopu "mogu otkriti količinu svjetlosti koju moljac blokira kada leti preko punog mjeseca", kaže Guerrero. Stoga će svaki planet koji TESS otkrije biti onaj koji prolazi ispred njegove zvijezde iz naše perspektive, što predstavlja priliku za pronalazak ciljeva za sljedeći veliki korak u lovu na svijet sličan Zemlji: mjerenje atmosfere.
Da biste shvatili od čega se stvara atmosfera egzoplaneta, potreban vam je instrument zvan spektrometar, koji može analizirati kemijski potpis nebeskih objekata. Kada planet prođe ispred svoje zvijezde, dio zvijezde prolazi kroz atmosferu, a određene valne duljine svjetlosti se filtriraju uz prisustvo određenih elemenata. U ovom trenutku, s nešto poput Hubble svemirskog teleskopa, takva mjerenja mogu se izvršiti samo na obližnjim planetima veličine Jupitera ili većim. No, divovski svemirski teleskopi - oni poput nadolazećeg svemirskog teleskopa James Webb, čudovišta veličine teniskog igrališta koja bi trebala biti lansirana 2021. - moći će izolirati svjetlost koja prolazi kroz atmosferu manjeg planeta kako bi se shvatilo od čega se sastoji planeta planeta, S pravim teleskopom i uvjetima, atmosfera bi se mogla otkriti, a svijet za koji znamo da je veličine Zemlje mogao bi uistinu postati poput Zemlje ako ima atmosferu sličnu našoj.
TESS traži planete koji su relativno bliski, u roku od 330 svjetlosnih godina, razasuti po sjevernoj i južnoj hemisferi (svemirski teleskop upravo pretražuje jug, a okrenut će se sjeveru negdje sljedeće godine). Ovaj pristup je za razliku od NASA-inog drugog velikog svemirskog teleskopa Kepler koji već oko četiri godine zuri u isto polje zvijezda. Dok Kepler može prikupiti dovoljno svjetla da pronađe planete udaljene čak 3000 svjetlosnih godina, nova istraživačka misija s TESS-om naći će obližnje planete na svim lokacijama neba.
Abel Mendez, direktor laboratorija za planiranje planetarnih navika na Sveučilištu Portorika na Arecibu, vodi katalog potencijalno naseljenih planeta do sada. Trenutno je na popisu ukupno 55 planeta, s 22 veličine Zemlje, jednom Marsom i 32 „Super-Zemlje“, što je otprilike dvostruko veće od Zemlje. (Ovo su optimistične brojke - prema najstrožim skupima kriterija, samo 14 planeta čini "useljiv" rez.)
Mendez kaže da vjeruje da će TESS dati „desetak“ novih životnih egzoplaneta, a teleskop će također proširiti sposobnost njegovog tima da proučava neke od tih dalekih svjetova. Od nekoliko desetaka poznatih useljivih planeta, samo su četiri unutar vidnog polja Areciba. "TESS će pružiti puno više ciljeva za praćenje Areciba i mnogih drugih teleskopa širom svijeta", kaže Mendez.
Osim sondiranja udaljenih atmosfera, praćenje s teleskopima širom svijeta može nas naučiti iznenađujuću količinu planeta dalekih vremena. Uzmimo Pi Mensae c, na primjer, prvi planet koji je otkrio TESS. Svijet kruži oko zvijezde Pi Mensae udaljene oko 60 svjetlosnih godina, odnosno 350 trilijuna milja. Završava orbitu za samo 6, 27 dana, a ima polumjer oko dvostruko veće od Zemlje - dva parametra koja TESS može izmjeriti dok planet prolazi ispred svoje zvijezde domaćina.
Ali postoji još jedan bitan podatak koji TESS ne može mjeriti: masa.
Planet Pi Mensae c ima gotovo pet puta veću masu Zemlje. Da bi izračunali ovu brojku, astronomi su morali uroniti u stare podatke o zvijezdi. Pi Mensae, ili HD 39091, već je znao da ima jedan divovski planet - deset puta veći od mase Jupitera. Taj je planet pronađen 2001. godine Anglo-australskom pretragom planeta (jedna od najranijih lovačkih skupina egzoplaneta) postupkom nazvanim radijalna brzina. Metoda radijalne brzine gleda na poremećaje u kretanju zvijezde, što može značiti da planet svojom gravitacijom vuče zvijezdu. Tehnika je prvenstveno korisna za pronalaženje ogromnih planeta, ali kad se jednom otkrije, radijalna mjerenja brzine mogu se upotrijebiti za izračunavanje mase.
"Iako je signal [novog] planeta definitivno prisutan u podacima koji su već postojali, on nije baš velik, jer je planet tako mali", kaže Jennifer Burt, Torresova postdoktorska suradnica na MIT Kavli Institutu za astrofiziku i svemirska istraživanja koja surađivala - napisao je papir u pojedinostima o prvom planetu TESS.
Tehničari rade na dovršavanju svemirskog teleskopa TESS prije lansiranja. (NASA) Nakon što su odredili masu Pi Mensae c, astronomi su shvatili da je planet vjerojatno više sličan izuzetno maloj varijanti Neptuna, nego vrlo velikoj varijanti Zemlje. No, za nekoliko dana od najave svog prvog planeta, TESS-ov tim već je pronašao svoj drugi - i to zaista neobično.
Planet kruži oko zvijezde LHS 3844, što je cool, mala zvijezda koja se zove crveni patuljak. Ove zgodne male zvijezde predstavljaju najbrojniju vrstu zvijezda u svemiru. Mnogi crveni patuljci imaju planete koji orbitiraju u nekoliko dana, ali novootkriveni planet oko LHS 3844 ispunjava svoju orbitu za samo 11 sati. Jedan tjedan na Zemlji čini 15 „godina“ na ovoj planeti, što ga svrstava u malu klasu planeta ultra kratkog perioda.
U početku će TESS-ovi otkrići biti pristrani prema tim vrstama planeta - ponovljeni prelasci preko zvijezde znače da ih je lakše detektirati. S desecima snažnih kandidata koji su još uvijek na listi TESS-a za ovaj sektor, moglo bi biti puno otkrića odmah iza ugla. Ovakvi kolateralni planeti nagomilat će se tijekom misije dok čekamo da otkrijemo više svjetova poput Zemlje koji okružuju njihove zvijezde za nekoliko stotina dana.
Ali kao što Burt ističe, čak i neugledni planeti oslikavaju sjajnu priču o noćnom nebu. Zvijezda Pi Mensae, sada s dva poznata planeta, dovoljno je svijetla da se vidi golim okom. Kad je započela početna dvogodišnja misija TESS-a - a tim već planira proširenje misije - trebali bismo dobro razumjeti koje zvijezde u blizini imaju orbitujuće svjetove.
"Kad TESS završi svoju misiju, trebali biste moći izaći u svoje dvorište, usmjeriti zvijezdu i znati da oko toga postoje planeti", kaže Burt. Možda će jedna od tih planeta čak i izgledati pomalo kao naša.
* Uputa urednika, 28. rujna 2018.: Prethodna verzija ovog članka pogrešno je navela da se TESS tim nadao da će u naseljenom području naći oko 50 planeta s manje od četiri puta većom od mase Zemlje, kada je, zapravo, to bilo manje od četiri puta polumjera Zemlje. Priča je uređena da popravi tu činjenicu.
