Câte exoplanete există? Nu cu mult timp în urmă, nu știam dacă există. Apoi, am detectat câteva în jurul pulsarelor. Apoi, nava spațială Kepler a fost lansată și a descoperit încă câteva mii. Acum, TESS-ul NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) este operațional și un nou studiu prezice rezultatele sale.
Rezultatele Kepler ne-au oferit o idee mai bună despre tipurile și numărul de planete din alte sisteme solare. Dar Kepler a avut limitele și propriul său prejudiciu de eșantionare datorită metodelor sale de măsurare. De asemenea, Kepler s-a concentrat doar pe o mică suprafață a cerului, care cuprinde aproximativ 0,25% din cer. Este posibil, dar nu neapărat probabil, ca partea mică a cerului pe care sa concentrat Kepler să nu reprezinte un eșantion mai mare.
TESS este mult diferit de Kepler, mai ales în zona cerului pe care îl acoperă. Acesta va efectua un sondaj pentru toate cerurile, mai degrabă decât un sondaj axat pe o porțiune mică a cerului. Noul vânător de planete al NASA se va concentra, de asemenea, pe cele mai strălucitoare stele. Acest lucru se datorează faptului că obiectivul său principal de știință este de a găsi planete mai mari decât Neptun care orbitează stele strălucitoare. Stelele trebuie să fie strălucitoare, astfel încât observațiile spectroscopice de urmărire pot determina masele planetei și compozițiile atmosferice.
Chiar dacă nu avem un consens asupra modului în care sunt exoplanetele obișnuite în ceea ce privește dimensiunea lor și perioadele orbitale, Kepler ne-a arătat că exoplanetele sunt comune. Majoritatea stelelor le au. Dar multe dintre exoplanetele pe care le-a găsit Kepler sunt extrem de îndepărtate, de la sute până la mii de parsecuri distanță. Deci observațiile de urmărire detaliate sunt dificil de imposibil. Deoarece Tess se concentrează pe stele mai apropiate, mai strălucitoare, mai aproape de Pământ, făcând observații de urmărire cu alte „scopuri mai ușoare, rezultatele sale ar trebui să fie mai reprezentative și mai precise în determinarea populațiilor exoplanetare.
Un nou studiu realizat de Thomas Barclay de la NASA și de la Universitatea Maryland, Joshua Pepper de la Universitatea Lehigh și Elisa Quintana de la NASA, au prezis rezultatele TESS. Lucrarea lor a fost publicată în The Astrophysical Journal. Cei trei cercetători au utilizat ceea ce știm despre populația stelară și ceea ce știm despre populațiile de exoplanete, combinate cu modurile de observare TESS, pentru a veni cu estimările lor.
În simularea lor există trei factori:
- O simulare a populației stelare pe care TESS o va observa.
- Un eșantion reprezentativ de planete care orbitează acele stele.
- O prezicere a câtorva dintre aceste planete TESS va detecta.
Estimările lor se numesc „simulare a randamentului” și nu este prima cu care au venit astronomii. Dar înainte de a ajunge la numere, o întrebare: de ce trebuie să știm dinainte ce va găsi TESS?
Răspunsul la acest lucru este să obțineți un început despre cum ar putea arăta un program de observație. Astronomilor le place să planifice în avans, deoarece observarea resurselor este atât de dragă. Ei nu vor să aștepte până când toate rezultatele din TESS vor fi înainte de a se gândi la următorii pași. Sau poate sunt doar entuziasmați ca copiii dintr-o poveste cu bomboane. Un pic din ambele, probabil.
Barclay, Pepper și Quintana au condus simularea de 300 de ori pentru a veni cu randamentul preconizat. Există o mulțime de detalii în ceea ce privește rezultatele lor legate de tipul de stea pe care orbitele planetelor, de modul de observare diferit folosit pentru a detecta planetele și de modul în care se referă totul la observațiile ulterioare. Dar într-o formă mai succintă, iată ce consideră că cei trei cercetători vor găsi TESS în timpul misiunii planificate de doi ani:
- 14.000 exoplanete totale
- 2100 dintre acestea vor fi mai mici decât 4 raza Pământului (4R), 280 dintre cele mai mici decât 2R
- 70 de planete locuibile care orbitează stele pitice roșii, dintre care 9 mai mici decât 2R
- 10 lumi asemănătoare Pământului sub 2R, care ar putea fi în zona locuibilă a unei stele ca Soarele nostru
Este un traseu destul de interesant. 14.000 de exoplanete, dintre care 10 ar putea fi lumi asemănătoare Pământului în zona locuibilă a unei stele precum Soarele. Nu înseamnă că asta va găsi TESS, dar ar trebui să fie o apropiere bună și una interesantă. Mai ales că, spre deosebire de Kepler, exoplanetele TESS sunt ținte principale pentru observarea și caracterizarea ulterioară.
Aceasta nu este prima simulare a randamentului pentru TESS. Dar aceasta se face cu populație stelară reală, mai degrabă decât simulată, deci ar trebui să fie mai exactă. O altă simulare a randamentului din 2015 poate fi vizualizată aici, și una din 2017 aici.
Randamentele de simulare ne arată că este probabil să găsim planete asemănătoare Pământului în zone locuibile. Cele mai multe dintre ele vor orbita pitici roșii, dar un număr mic ar trebui să fie în jurul stelelor asemănătoare Soarelui. Asta vrea să știe toată lumea.
Dar poate mai important, aceste simulări ne arată că TESS își va îndeplini obiectivul misiunii: de a detecta o abundență de planete mai mici decât Neptun, care pot fi examinate în studii de urmărire pentru a determina masele și machiajele atmosferice ale acestora.
În ambele cazuri, TESS este pe cale să ofere rezultate solide.
- Document de cercetare: Un randament de exoplanet revizuit din satelitul Sondaj de exoplanet în tranzit (TESS)
- Document de cercetare: SATELLITUL SURVEY DE EXOPLANET DE TRANZITARE: SIMULAȚII ALE DETECȚIILOR PLANETE ȘI POZIȚIILOR FALS ASTROFIZICE
- Document de cercetare: simulări de detectare a planetelor pentru mai multe misiuni posibile extinse TESS
- NASA TESS Science Support Center
- Prezentare generală a misiunii NASA Kepler
- Intrare Wikipedia: TESS
