NASA's Transiting Exoplanet Survey Telescope blev lanceret tilbage i april 2018. Efter et par måneders test var det klar til at begynde at kortlægge den sydlige himmel ved at søge efter planeter, der kredsede rundt om stjerner relativt i nærheden.
Vi er lidt over et år ind i missionen nu, og den 18. juli har TESS skiftet opmærksomhed mod den nordlige halvkugle og fortsat jakten på planeter i den nordlige himmel.
Som en del af dette skift har NASA annonceret en håndfuld fascinerende nye planeter dukket op af TESS, herunder et par verdener i kategorier, der aldrig er blevet set før.
Hvor mange bekræftede exoplaneter har astronomer hidtil fundet? På tidspunktet for denne optagelse har NASA's Exoplanet Archive et katalog over 4.301 verdener derude, som vi hidtil kender til. Med næsten lige så mange andre planetariske kandidater.
Men i løbet af det sidste år har NASAs seneste planetjæger, TESS-missionen, været hårdt på arbejde og samlet planeter for at føje til denne voksende database. Det er halvvejs gennem sin to-årige primære mission, med 993 kandidatverdener fundet indtil videre, samt 28 bekræftede planeter.
Først en lille baggrund på TESS-missionen, og så kommer vi ind i de nye resultater. Vi har lavet en hel episode om Kepler og TESS, men her er den korte version.
Missionen blev lanceret den 18. april 2018 med det mål at opdage eksoplaneter beliggende inden for omkring 300 lysår fra Jorden.
TESS følger en 13,7-dages månens resonant bane, der aldrig før blev brugt på en rumfartøjsopgave. Dette er nøjagtigt halvdelen af Månens orbitalperiode, som får gravitationskræfterne på rumfartøjet til at balancere ude.
På det nærmeste punkt på sin bane er det kun 108.000 km over jordoverfladen, det ideelle tidspunkt at overføre alle dens data. Derefter når den 373.000 km på højdepunktet på sin bane, et område, der er fri for den fangede stråling i jordens magnetosfære.
TESS bruger fire store kameraer, der ser en stor del af himlen non-stop i 27 lige dage. Derefter flytter det synet til en anden region og ser igen i yderligere 27 dage. Nogle regioner er unikke, men der er dele, der overlapper hinanden og kan ses endnu længere end en måned.
Rumfartøjet bruger transitmetoden til at finde planeter og se efter en let dukkert i lysstyrke, når en planet passerer foran sin stjerne. Mængden af dip og hvor lang tid det tager at gennemføre fortæller astronomer, hvor stor planeten er, og hvad dens bane er.
Den indledende dukkert i lysstyrke giver astronomer en antydning af, at en planet kan være der, en kandidat. Astronomer er nødt til at se tre transitter i TESS-dataene, da andre naturlige fænomener kan efterligne en planetarisk transit, som en variabel stjerne eller sky af støv, der omgiver stjernen.
Derefter fortsætter andre teleskoper over hele verden og i rummet (og endda amatørastronomer) med at se disse stjerner gennem måneder og år, og arbejder for at bekræfte, at planeter er der, og hvad deres faktiske orbitalperioder er.
I modsætning til Kepler-missionen, der studerede et enkelt sted på himlen i en rigtig lang periode, og dukker op planeter tusinder af lysår væk, TESS henter de planetariske kandidater, der er inden for omkring 300 lysår fra Jorden.
Det er et finderteleskop til den næste generation af massive jord- og rumbaserede teleskoper som det europæiske ekstremt store teleskop og James Webb-rumteleskopet. Dette er de instrumenter, der vil følge med på observationer og fortælle os mere om disse nyopdagede planeter.
ESAs CHEOPS-mission forventes lanceret senere på året, og den vil følge op på observationer af kandidateksoplaneter, der er opdaget indtil videre, og forsøge at indsnævre deres størrelse og omløbsperioder. Takket være CHEOPS vil antallet af bekræftede exoplaneter begynde at indhente antallet af planetariske kandidater.
Lad os komme ind på de nye planeter.
L 98-59
For cirka en måned siden, den 28. juni, 2019, meddelte astronomer, at de havde opdaget den mindste verden, TESS nogensinde har set.
Stjernen kaldes L 98-59, og den er en M-dværgstjerne (eller en rød dværgstjerne for os ikke-astronomer), med cirka en tredjedel af solens masse.
Der er hidtil opdaget tre planeter i systemet. Det tættest på stjernen er L 98-59b, som kun er 80% på Jordens størrelse, og kredser om stjernen hver 2,25 dage. Det får cirka 22 gange energien fra stjernen, end Jorden får fra solen. Det er lidt større end Mars.
Dette er ikke den mindste planet, der er hidtil opdaget, det er Kepler-37b, der kun er 20% større end Jordens måne.
Den anden planet i systemet er 1,4 gange Jordens størrelse og kredser hver 3. dag. Den ydre planet er 1,6 gange større end Jorden og kredser hver 7,5 dag.
Glem venlighed. Alle disse planeter er fuldstændig brændt af deres stjerne og kunne klassificeres i Venus-zonen. De kunne have været mere beboelig i fortiden, men de er sandsynligvis alt for varme til livet.
Så lad os gå videre.
Gliese 357
Den 31. juli 2019 annoncerede forskere en ny planet, der kredser om stjernen Gleise 357. Det er en anden M-dværgstjerne, og planeten er omkring 22% større end Jorden.
Hvad der gør denne planet virkelig mærkelig er, at den kredser omkring 11 gange tættere på sin stjerne end Merkur.
De første eksoplaneter, der nogensinde blev opdaget omkring en stjerne i hovedsekvensen, var varme Jupiters. Planeter med mange gange massen af Jupiter, men kredser på bare et par dage. Disse blev troet umulige, men der er de.
Nu har astronomer fundet en varm superearth. En mega Merkur?
Da det er en M-dværgstjerne, udsætter den mindre stråling end Solen, men hvis kredsen omkring dette tæt skaber en varm planet.
Uden en atmosfære har den en gennemsnitlig overfladetemperatur på ca. 254 Celsius (eller 490 grader Fahrenheit). Det er varmt, i betragtning af Mercurys gennemsnitstemperatur er 167 Celsius. Sæt en atmosfære ovenpå for at fange varmen, og denne verden vil være vanvittigt varm.
Gode nyheder, Gliese 357 ligger kun 31 lysår fra Jorden, hvilket gør det til det tredje nærmeste exoplanetære system, der findes. Dette er et godt eksempel på de nærliggende planeter, som TESS vil finde.
Astronomer fandt også endnu flere planeter i systemet. Den anden planet, 357c, har en masse på ca. 3,4 gange jorden og kredser om stjernen hver 9,1 dag. Dens gennemsnitstemperatur er stadig varm, ca. 127 Celsius.
Bemærk nu, at jeg sagde masse og ikke størrelse? Det skyldes, at 357c ikke blev opdaget ved hjælp af transitmetoden, den er ikke oprettet til at passere direkte mellem os og stjernen som den varme jord 357b. I stedet brugte astronomer et jordbaseret observatorium til at følge op på observationer ved hjælp af metoden med radial hastighed.
Dette er, hvor astronomer måler, hvordan selve stjernen er trukket frem og tilbage af tyngdekraften af dens planeter. Denne teknik førte til opdagelsen af den anden planet.
Og det førte også til opdagelsen af en tredje, endnu mere spændende planet: Gliese 357d.
Denne planet har omkring 6,1 gange Jordens masse og tager omkring 55,7 dage at kredses rundt om stjernen. Dens gennemsnitstemperatur er omkring -53C, hvilket sandsynligvis betyder, at det er dækket af gletsjere og sne, men det er stadig teoretisk inden i den beboelige zone af stjernen afhængigt af hvor tyk atmosfæren er.
Det er en super jord, omtrent dobbelt så stor som jorden, men sandsynligvis lavet af sten som vores egen planet.
TOI 270
Ud over annonceringen af planeter ved Gliese 357 annoncerede TESS-teamet tre yderligere planeter omkring stjernen UCAC4 191-004644, eller TESS Object of Interest 270 eller TOI 270, der ligger omkring 73 lysår væk i stjernebilledet Pictor.
Igen er dette en M-dværgstjerne med kun ca. 40% solens masse og størrelse og en meget køligere overfladetemperatur.
Den indre planet, TOI 270 b, er sandsynligvis en stenet verden omkring 25% større end Jorden, der kredser om sin stjerne hver 3,4 dag i en afstand 13 gange tættere end Merkur. Fordi det er en transit, kunne de ikke komme direkte på massen, men baseret på simuleringer er det ca. 1,9 gange jordens masse.
Men det er en scorcher, med en gennemsnitstemperatur på 254 Celsius.
Den næste planet i systemet er TOI 270 c. Dette er 2,4 gange større end Jorden, går i bane hver 5.7 dag og kunne beskrives som en mini-Neptun med en sandsynlig masse på ca. 7 gange Jorden.
Den tredje planet, TOI 270 d, er 2,1 gange Jordens størrelse, kredser hver 11,4 dage og er sandsynligvis 2,1 gange Jordens størrelse. Igen, endnu en mini-Neptun, men med en gennemsnitstemperatur på 66 Celsius. Det er varmt, men ikke for varmt.
Selvfølgelig er alle tre planeter sandsynligvis tidligt låst til deres stjerne, hvilket betyder, at de altid viser den samme side. Siden mod stjernen er varm, siden væk fra stjernen er kold. Men der kan være et rimeligt sted lige på terminatoren, kanten af planeten mellem dag og nat.
Vi har faktisk ikke noget lignende i solsystemet. En verden, der er mellem størrelsen og massen af de mindre jordiske planeter og de større gasgiganter i det ydre solsystem. Dette gør dem til et fascinerende mål for den næste generation af teleskoper, ligesom James Webb. TOI 270 vil være højt på himlen for Webb i halve året, så det vil studere det omfattende.
Så her er vi. Det er over et år siden TESS begyndte på sine videnskabelige operationer, fuldstændigt scannede den sydlige halvkugles himmel og vendte næsten 1.000 planetkandidater og 28 bekræftede exoplaneter.
Tiden flyver virkelig. Det er fundet varme superearths, mini-neptunes, og nu vender rumfartøjet blikket mod de nordlige himmel, og forhåbentlig finder det endnu mere. Jeg kan ikke vente med at se, hvad der dukker op næste, og jeg er sikker på, at jeg vil give dig en ny stor opdatering om et år fra nu.
