Большинство экзопланет, которые мы обнаружили, были идентифицированы крупными исследованиями, такими как миссия Кеплера или Транзитный спутник наблюдения экзопланет (TESS). Хотя эти проекты отлично обнаруживают звезды, в которых находятся планеты, они в основном просто говорят нам, что планеты там есть. Понимание экзосолярной системы и ее планет требует многочисленных последующих наблюдений-и времени телескопа, которое идет вместе с ними. Здесь феноменальный успех исследований позволил нам наблюдать гораздо больше, чем нам удобно.
Но последующие наблюдения могут предоставить критическую информацию, как показывает исследование, опубликованное на этой неделе. В нем исследователи описывают наблюдения за трехпланетной системой, открытой ТЕСС. Используя дополнительные наблюдения, исследователи обнаруживают, что, вероятно, есть еще две планеты, которые ТЕСС не могла видеть, и что одна из них, которую она обнаружила, является наименее массивной экзопланетой, описанной на сегодняшний день.
Последующее
Эта система называется L 98-59, и у нее есть несколько свойств, которые делают ее отличным кандидатом для последующих наблюдений. Одним из плюсов является то, что он довольно близок, по крайней мере в галактических терминах, и находится всего в 35 световых годах от Земли. Он также расположен там, где он будет проводить много времени в поле зрения космического телескопа Джеймса Уэбба, если эта миссия успешно доберется до своей рабочей орбиты. Это означает, что будет относительно удобно получить достаточно изображений для изучения атмосферы планет системы.
ТЕСС замечает планеты, наблюдая за падением света, которое происходит, когда планеты проходят между своей звездой-хозяином и Землей. Поэтому другие последовали за этим исследованием с наблюдениями, которые использовали измерения радиальной скорости, которые наблюдают за сдвигами в свете звезды, которые происходят, когда гравитация ее планет тянет ее в разных направлениях. Радиальная скорость может дать нам вероятную массу планеты; в сочетании с размером планеты, предоставленным ТЕСС, это может рассказать нам о ее плотности и, таким образом, дать намек на ее состав.
К сожалению, у телескопа не было достаточно времени, чтобы сильно сузить неопределенность. В новой статье представлены многие дополнительные наблюдения, которые были сделаны с помощью прибора, подключенного к Очень большому телескопу Европейской Южной обсерватории в Чили.
Стандартный способ анализа такого рода данных состоит в том, чтобы определить наиболее сильный периодический сигнал, вызванный планетой, и удалить его из данных, а затем продолжать делать это до тех пор, пока не закончатся статистически значимые сигналы. Любопытно, что, когда этот анализ дошел до точки, где три планеты, идентифицированные ТЕСС, были удалены, все еще оставались сигналы. Сигналы указывали на явное присутствие четвертой планеты—и возможное присутствие пятой (модели с четырьмя и пятью планетами в равной степени соответствовали данным).
Что находится в L 98-59?
Одна очевидная вещь, которую нужно исследовать, - это увидеть, были ли видны другие планеты, но их сигналы не были распознаны. Чтобы проверить это, исследователи полагались на программное обеспечение под названием (и я это не выдумываю) the Bad-Ass Transit Model cAlculatioN, или BATMAN. Но в транзитных данных планет просто нет.
Это не главная проблема. Транзиты опираются на тщательное выравнивание экзосолярной системы, где планеты вращаются в плоскости, пересекающейся с Землей. Если не каждая планета вращается точно в этой плоскости, они не могут пройти с точки зрения Земли. Тем не менее, это означает, что нам нужны либо дополнительные данные, либо тщательный анализ для поиска гравитационных взаимодействий между планетами, которые могут повлиять на время их транзитов.
Если пятая планета существует, то она примерно в два с половиной раза больше массы Земли, так что, скорее всего, это скалистая планета. Он также находится в середине обитаемой зоны L 98-59, где на поверхности планеты потенциально может существовать жидкая вода. Поскольку L 98-59-маленькая, тусклая звезда, однако, обитаемая зона настолько близка, что планете потребовалось бы всего 23 дня, чтобы завершить орбиту.
Поскольку обнаружение радиальной скорости говорит нам о массе планеты, а наблюдение за ее транзитом дает нам ее размер, мы теперь знаем плотность трех планет, которые были обнаружены обоими методами. Два из них несколько менее плотны, чем Земля, что позволяет предположить, что они похожи по структуре, за исключением того, что имеют меньшее железное ядро. В отличие от этого, третий—это только около половины плотности Земли, предполагая, что это может быть до 30 процентов воды-океанический мир.
Другое поразительное открытие-масса одной из планет земного типа. Это меньше половины массы Земли, в результате чего планета значительно массивнее Меркурия и Марса, но меньше половины массы Венеры. Таким образом, это самая маленькая подтвержденная экзопланета, обнаруженная на сегодняшний день. Основываясь на Солнечной системе, мы ожидаем, что там будет большое количество планет такого размера или меньше, поэтому обнадеживает то, что мы, наконец, обнаруживаем их.
На данный момент существуют тысячи кандидатов на планеты, которые мы еще не исследовали. Нас может ждать много подобных сюрпризов. Тем временем такие исследования, как TESS, будут продолжать пополнять список объектов, которые нам нужно проверить более тщательно.