Четыре новые экзопланеты, вращающиеся вокруг звезды похожей на Солнце, обнаружены TESS

Исследователи Массачусетского технологического института обнаружили четыре новые экзопланеты, вращающиеся вокруг звезды, похожей на Солнце, на расстоянии чуть более 200 световых лет от Земли. Из-за разнообразия этих планет и яркости их звезд эта система могла бы стать идеальной целью для определения характеристик атмосферы с помощью будущего космического телескопа Джеймса Уэбба NASA. Тансу Дайлан, постдок из Института астрофизики и космических исследований Массачусетского технологического института Кавли, возглавила исследование, опубликованное в The Astronomical Journal 25 января 2021 года.

По словам Дейлана, при дальнейшем изучении эта яркая звезда и множество ее планет могут иметь решающее значение для понимания того, как планеты принимают форму и эволюционируют. "Когда дело доходит до описания планетных атмосфер вокруг звезд, похожих на Солнце, это, вероятно, одна из лучших целей, которые мы когда-либо получим", — говорит он о результатах, представленных ранее в этом месяце на 237-м заседании Американского астрономического общества.

Метод транзита

Дайлан и его коллеги обнаружили эти планеты с помощью спутника для исследования транзитных экзопланет (TESS), миссии NASA под руководством Массачусетского технологического института. Чтобы идентифицировать экзопланеты с помощью TESS, исследователи ищут изменения в количестве света, исходящего от звезды. Небольшой провал в свете звезды может означать, что перед ней прошла планета, не позволяя части света достичь Земли. Измеряя эти транзиты, ученые могут приблизительно определить размер планеты, время, необходимое для обращения вокруг звезды, и наличие у нее других планетарных соседей. В сочетании с другими методами наблюдения, такими как измерение гравитационного воздействия, которое планета оказывает на свою звезду, исследователи могут определить, является ли планета каменистой или газообразной, горячей или холодной, и даже имеет ли она толстую или тонкую атмосферу.

Если свет от далекой звезды проходит через атмосферу экзопланеты на своем пути к Земле, определенные длины волн света будут поглощаться газами в этой атмосфере. Когда свет достигает Земли, длины волн света, соответствующие определенным газам, таким как вода, углекислый газ или метан, будут отсутствовать, что позволит ученым узнать состав атмосферы. Это может дать астрономам жизненно важную информацию об окружающей среде, эволюции и обитаемости планеты. Хотя TESS не может характеризовать атмосферы, телескоп является ключевым в определении того, какие экзопланеты должны быть приоритетными для изучения атмосферы другими телескопами с более высоким разрешением, такими как космический телескоп Hubble и космический телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на осень 2021 года.

Расположение почти 1000 экзопланет-кандидатов, идентифицированных к 1 сентября 2019 года, нанесено на мозаику южного ночного неба TESS.

Используя данные TESS, а также наземные телескопы, Дайлан определил, что на этой звезде находится большая каменистая внутренняя планета, или суперземля, и три газообразные внешние планеты, чуть меньше Нептуна, известные как суб-Нептун. По сравнению с нашей солнечной системой, эти планеты живут очень близко к своему солнцу. Их орбиты колеблются от 19 до почти четырех дней. Это делает их очень горячими, а их средняя температура поверхности колеблется от 700 градусов по Фаренгейту до 1500F.

Хотя это означает, что на планетах вряд ли будет жизнь, это дает астрономам гораздо больше данных для работы; короткая орбита обеспечивает более частые проходы и, следовательно, больше возможностей для изучения света, проходящего через его атмосферу. Однако могут быть еще неоткрытые планеты дальше в этой системе, возможно, даже в обитаемой зоне звезды. Недавно другая исследовательская группа использовала характеристический спутник экзопланеты (CHEOPS), чтобы подтвердить пятую планету, которой требуется 29 дней для обращения вокруг звезды.

По словам Дайлана, главная звезда планеты, TOI-1233, даст достаточно света для будущих исследований. По размеру и температуре звезда похожа на наше Солнце, но, поскольку она находится относительно близко к Земле, она кажется очень яркой по сравнению с другими звездами. С нашей точки зрения, это самая яркая из известных звезд типа Солнца и одна из самых ярких звезд, у которой есть по крайней мере четыре транзитные планеты. Это полезно, потому что более яркая звезда дает астрономам больше света для работы при характеристике ее планет.