• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • NASA:s rymdfarkost TESS hittar hundratals exoplaneter - och är redo att hitta tusentals fler

    Denna konstnärs intryck visar en vy av planeten Proxima b som kretsar kring den röda dvärgstjärnan Proxima Centauri, den stjärna som ligger närmast solsystemet. Kredit:NASA/ESO/M. Kornmesser

    Inom bara 50 ljusår från jorden, det finns ca 1, 560 stjärnor, troligen kretsar runt av flera tusen planeter. Ungefär tusen av dessa extrasolära planeter – kända som exoplaneter – kan vara steniga och ha en sammansättning som liknar jordens. Vissa kan till och med hysa liv. Över 99 % av dessa främmande världar förblir oupptäckta – men detta är på väg att förändras.

    Med NASA:s nya rymdteleskop för exoplanetjägare TESS, sökandet efter möjligen beboeliga planeter nära vårt solsystem pågår. TESS – som kretsar runt jorden var 13,7:e dag – och markbaserade teleskop är redo att hitta hundratals planeter under de närmaste åren. Detta kan förvandla astronomers förståelse av främmande världar runt omkring oss och tillhandahålla mål att skanna med nästa generations teleskop efter livssignaturer. På drygt ett år, TESS har identifierat mer än 1, 200 planetkandidater, 29 av dem har astronomer redan bekräftat som planeter. Med tanke på TESS unika förmåga att samtidigt söka tiotusentals stjärnor efter planeter, uppdraget förväntas ge över 10, 000 nya världar.

    Det är spännande tider för astronomer och, framförallt, för oss som utforskar exoplaneter. Vi är medlemmar i planetjaktsprojektet EDEN, vilket också stödjer TESS arbete. Vi använder teleskop på marken och i rymden för att hitta exoplaneter för att förstå deras egenskaper och potential för att hysa liv.

    Oupptäckta världar runt omkring oss

    Världar runt omkring oss väntar på upptäckt. Ta, till exempel, Proxima Centauri, en anspråkslös, svag röd stjärna, osynlig utan teleskop. Det är en av över hundra miljarder eller så sådana stjärnor i vår galax, omärklig förutom dess status som vår närmaste granne. Orbiting Proxima är en fascinerande men mystisk värld, kallas Proxmia b, upptäcktes först 2016.

    Forskare vet förvånansvärt lite om Proxima b. Astronomer namnger den första planeten som upptäcktes i ett system "b". Denna planet har aldrig setts med mänskliga ögon eller med ett teleskop. Men vi vet att den existerar på grund av dess gravitationskraft på sin värdstjärna, vilket får stjärnan att vingla lite. Denna lätta vinkling hittades i mätningar som samlats in av en stor, internationell grupp av astronomer från data tagna med flera markbaserade teleskop. Proxima b har mycket troligt en stenig sammansättning som liknar jordens, men högre massa. Den tar emot ungefär samma mängd värme som jorden tar emot från solen.

    Och det är det som gör den här planeten så spännande:den ligger i den "beboeliga" zonen och kan bara ha egenskaper som liknar jordens, som en yta, flytande vatten, och – vem vet? – kanske till och med en atmosfär som bär de tydliga kemiska tecknen på liv.

    NASA:s TESS-uppdrag lanserades i april 2018 för att jaga efter andra planeter i stort format som jorden, men med en annan metod. TESS letar efter sällsynta dämpande händelser som inträffar när planeter passerar framför sina värdstjärnor, blockerar lite stjärnljus. Dessa transithändelser indikerar inte bara närvaron av planeterna, men också deras storlekar och banor.

    Att hitta en ny transiterande exoplanet är en stor sak för astronomer som oss eftersom, till skillnad från de som hittas genom stjärnsvängningar, världar som ses passera kan studeras vidare för att bestämma deras densiteter och atmosfäriska sammansättningar.

    Röda dvärgsolar

    För oss, de mest spännande exoplaneterna är de minsta, som TESS kan upptäcka när de kretsar kring små stjärnor som kallas röda dvärgar — stjärnor med massa mindre än hälften av vår sols massa.

    Vart och ett av dessa system är unikt. Till exempel, LP 791-18 är en röd dvärgstjärna 86 ljusår från jorden runt vilken TESS hittade två världar. Den första är en "superjord, "en planet större än jorden men förmodligen fortfarande mestadels stenig, och den andra är en "mini-Neptunus, " en planet mindre än Neptunus men gas- och isrik. Ingen av dessa planeter har motsvarigheter i vårt solsystem.

    Bland astronomernas nuvarande favoriter av de nya planeterna i stort format är LHS 3884b, en brännande "het jord" som kretsar runt sin sol så snabbt att man på den kunde fira sin födelsedag var 11:e timme.

    Inga jordliknande världar än

    Men hur jordlika är planeter i jordstorlek? Löftet att hitta närliggande världar för detaljerade studier lönar sig redan. A team of astronomers observed the hot super-Earth LHS 3884b with the Hubble Space Telescope and found the planet to be a horrible vacation spot, without even an atmosphere. It is just a bare rock with temperatures ranging from over 700 C (1300 Fahrenheit) at noon to near absolute zero (-460 Fahrenheit) at midnight.

    The TESS mission was initially funded for two years. But the spacecraft is in excellent shape and NASA recently extended the mission through 2022, doubling the time TESS will have to scan nearby, bright stars for transits.

    Dock, finding exoplanets around the coolest stars—those with temperatures less than about 2700 C (4900 F)—will still be a challenge due to their extreme faintness. Since ultracool dwarfs provide our best opportunity to find and study exoplanets with sizes and temperatures similar to Earth's, other focused planet searches are picking up where TESS leaves off.

    The worlds TESS can't find

    In May 2016, a Belgian-led group announced the discovery of a planetary system around the ultracool dwarf they christened TRAPPIST-1. The discovery of the seven transiting Earth-sized exoplanets in the TRAPPIST-1 system was groundbreaking.

    It also demonstrated how small telescopes—relative to the powerful behemoths of our age—can still make transformational discoveries. With patience and persistence, the TRAPPIST telescope scanned nearby faint, red dwarf stars from its high-mountain perch in the Atacama desert for small, telltale dips in their brightnesses. Så småningom, it spotted transits in the data for the red dwarf TRAPPIST-1, which—although just 41 light-years away—is too faint for TESS's four 10-cm (4-inch) diameter lenses. Its Earth-sized worlds would have remained undiscovered had the TRAPPIST team's larger telescope not found them.

    Two projects have upped up the game in the search for exo-Earth candidates around nearby red dwarfs. The SPECULOOS team installed four robotic telescopes—also in the Atacama desert—and one in the Northern Hemisphere. Our Exoearth Discovery and Exploration Network – Project EDEN – uses nine telescopes in Arizona, Italien, Spain and Taiwan to observe red dwarf stars continuously.

    The SPECULOOS and EDEN telescopes are much larger than TESS's small lenses and can find planets around stars too faint for TESS to study, including some of the transiting Earth-sized planets closest to us.

    The decade of new worlds

    The next decade is likely to be remembered as the time when we opened our eyes to the incredible diversity of other worlds. TESS is likely to find between 10, 000 and 15, 000 exoplanet candidates by 2025. By 2030, the European Space Agency's GAIA and PLATO missions are expected to find another 20, 000-35, 000 planets. GAIA will look for stellar wobbles introduced by planets, while PLATO will search for planetary transits as TESS does.

    Dock, even among the thousands of planets that will soon be found, the exoplanets closest to our solar system will remain special. Many of these worlds can be studied in great detail—including the search for signs of life. Discoveries of the nearest worlds also represent major steps in humanity's progress in exploring the universe we live in. After mapping our own planet and then the solar system, we now turn to nearby planetary systems. Perhaps one day Proxima b or another nearby world astronomers have yet to find will be the target for interstellar probes, like Project Starshot, or even crewed starships. But first we've got to put these worlds on the map.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com