Транзитный спутник НАСА Transit Exoplanet (TESS) обнаружил свою первую планету, размер которой соответствует размерам Земли. Планета находится на таком расстоянии от своей звезды, что велика вероятность наличия условий, подходящих для возникновения воды на ее поверхности. Ученые, наблюдая эту планету в телескоп Спитцер, подтвердили наличие этого космического объекта, который получил название TOI 700d. Также была смоделирована потенциально возможная среда этой планеты.
Космический исследователь
Спутник TESS разрабатывали и запускали специально для того, чтобы искать планеты, размер которых соответствует Земле, и которые вращаются вокруг звезд, расположенных на небольшом расстоянии от нашей Солнечной системы. Такие планеты проще всего отслеживать, используя большие телескопы, которые находятся как в космосе и на планете Земля. По словам ученых, открытие TOI 700 d имеет огромное значение для науки.
TESS исследует большие участки, или сектора в течение 27 дней. Таким образом он отслеживает, как меняется яркость звезд, причиной чего является движение планеты вокруг орбиты перед светилом с точки зрения наблюдателя. Это передвижение называется транзит.
Изучение звезды
TOI 700 является маленькой звездой-карликом класса M2, расположенной на расстоянии чуть более 100 световых лет в созвездии Золотой Рыбы. Ее размеры равны примерно 40% от параметров Солнца, а температура поверхности - вдвое меньше температуры нашей звезды. Эту звезду TESS наблюдал в течение первого года своей миссии в секторах 11 и 13.
Изначально ее ошибочно классифицировали в базе данных TESS как близкую по параметрам к нашему Солнцу, поэтому планеты должны были быть больше, а температура на них выше, чем в действительности. Однако открытия ученых позволили обнаружить ошибку.
Исправленные данные
После того, как были скорректированы параметры звезды, стало понятно, что планеты, вращающиеся вокруг нее, меньше по размеру, а размеры самой внешней, находящейся в обитаемой зоне, сопоставимы с размерами Земли. Также за 11 месяцев ученые не обнаружили звездных вспышек, поэтому вполне возможно, что TOI 700 d является пригодной для жизни.
Результаты исследований были представлены научному сообществу во время 235-го заседания Американского астрономического общества, которое проходило в Гонолулу, а затем были опубликованы в научных журналах.
Результаты исследований
Ученые выяснили, что TOI 700 d примерно на 20% больше нашей планеты, период ее вращения вокруг звезды составляет 37 дней, и она получает немногим меньше энергии от своего светила (86%), чем Земля от Солнца.
Ученые, которыми руководил астроном Джозеф Родригес, из Центра астрофизики в Кембридже проводили наблюдения, используя Spitzer. Данные, полученные при помощи этого телескопа, убедили ученых в том, что рассматриваемая планета действительно реальна. Также было доказано отсутствие иных астрофизических причин транзитного сигнала, например, наличие меньшей по размеру и не такой яркой звезды-компаньона.
Использование телескопов
Затем ученые продолжили наблюдения, воспользовавшись наземным телескопом в глобальной сети обсерваторий Лас-Кумбрес. Благодаря яркости звезды, относительно небольшому расстоянию и отсутствию вспышек, ученые могут изучать ее, используя современные наземные обсерватории. Эти измерения ученых могут подтвердить предположения о структурах планет, вращающихся вокруг этой звезды (внутренняя и внешняя являются каменистыми, а средняя - газообразная).
Космическое моделирование
Хотя точной информации о среде планеты TOI 700 d пока еще нет, на основании таких данных, как размер и тип звезды, ученые могут создавать компьютерные модели. Исследователями из Центра космических полетов имени Годдарда было представлено 20 моделей потенциальных сред планеты, из них выбиралась та, температура и давление которой делали бы ее пригодной для обитания.
В трехмерных климатических моделях были отражены различные типы поверхности и составы атмосферы, которые могут соответствовать тому или иному виду обитаемого мира. При этом ученые предполагают, что облака и типы ветров на этой планете могут сильно отличаться от привычных нам.
Согласно одной из моделей, планета может иметь плотную атмосферу с преобладанием углекислого газа и быть полностью покрыта океаном. Ученые считают, что подобная атмосфера могла быть у Марса на ранних этапах его существования. При этом сторона, обращенная к звезде, всегда покрыта облаками. Согласно другой модели, это может быть безоблачная версия Земли, где ветры дуют с ночной стороны планеты и сходятся в точке, которая обращена непосредственно к звезде.
Участники исследований
TESS - это миссия NASA под названием Astrophysics Explorer, руководство которой осуществлял Массачусетский технологический институт. Часть руководства миссией была также делегирована Центру космических полетов. Однако у миссии есть и другие партнеры. Этот список включает военно-промышленную компанию Northrop Grumman; Исследовательский центр NASA из Силиконовой долины; важная роль была также отведена Гарвард-Смитсоновскому центру астрофизики, лаборатории Линкольна, расположенной в МТИ, и Институту исследований космоса с помощью космического телескопа. Также к миссии присоединились некоторые университеты, исследовательские институты и обсерватории со всего мира.
Руководство миссией космического телескопа Спитцер было возложено на Лабораторию реактивного движения. Научные работы проводятся в Научном центре Спитцер в Калтехе в Пасадене. Центр проведения космических операций базируется в Lockheed Martin Space в Литтлтоне. Данные архивируются в научном архиве, размещенном в IPAC в Калтехе. Caltech управляет JPL (Лабораторией реактивного движения).
Работа по моделированию финансировалась в рамках сотрудничества Sellers Exoplanet Environments в Goddard, которое объединяет экспертов, работающих над созданием комплексных и сложных компьютерных моделей, которые позволяют проводить анализ текущих и будущих наблюдений экзопланет.
