Poszukiwanie najbliższych planet podobnych do Ziemi rozpoczęte

Satelita Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Źródło: NASA Goddard Space Flight Center

Satelita TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) zaprojektowany jest do poszukiwania egzoplanet przyjaznych dla życia, ale przy setkach tysięcy gwiazd podobnych do Słońca lub mniejszych w jego polu widzenia, jak stwierdzić które z tych gwiazd mogą posiadać planety podobne do naszej?

TESS będzie obserwował 400 000 gwiazd na całym niebie wyszukując ślady tranzytów planetarnych na tle tarcz poszczególnych gwiazd.

Zespół astronomów z uniwersytetów Cornell, Lehigh oraz Vanderbilt zidentyfikowali najbardziej obiecujące cele poszukiwań i umieścili je w nowym katalogu “TESS Habitable Zone Star Catalog” opublikowanym w periodyku Astrophysical Journal Letters. Głównym autorem opracowania jest Lisa Kaltenegger, profesor astronomii i dyrektorka Instytutu Carla Sagana oraz członkini zespołu naukowego TESS.

Nowy katalog bazuje na katalogu pierwotnie opracowanym na Uniwersytecie Valderbilt, zawierającym setki milionów gwiazd. Wykorzystując dane z licznych źródeł, w tym także należącego do uniwersytetu teleskopu KELT oraz analizy “mrugania” gwiazd opracowanej na Vanderbildt, prof. Keivan Stassus wraz ze swoim zespołem od 2012 roku redukował pole 470 milionów gwiazd widocznych dla TESS do 250 000 gwiazd, wokół których prawdopodobieństwo występowania planet podobnych do naszej jest największe.

Analiza tak ogromnego zbioru danych wykonywana była przez studentów, doktorantów i badaczy związanych z Vanderbilt Initiative in Data-intensive Astrophysics (VIDA) oraz przez studentów, deweloperów, i specjalistów od wizualizacji danych związanych z First Center for Autism and Innovation.

“Naszym celem jest nie tylko wykrycie setek planet podobnych do naszej w innych układach planetarnych, ale także odkrycie ich wokół najbliższych nam gwiazd” mówi Stassun. “W ciągu kilku lat możemy poznać inne przyjazne dla życia planety, z atmosferami, w których moglibyśmy oddychać. Oczywiście, nie będziemy jeszcze wiedzieli czy coś lub ktoś tam faktycznie oddycha. Mimo to jest to zachwycający etap historii ludzkości i potężny skok w naszej wiedzy o naszym miejscu we wszechświecie”.

W katalogu znalazły się 1823 gwiazdy, w pobliżu których TESS mógłby dostrzec planety podobne do Ziemi aczkolwiek nieco większe od niej i otrzymujące od swojej gwiazdy zbliżoną do ziemskiej ilość promieniowania. W przypadku 408 gwiazd TESS będzie w stanie dostrzec planety o rozmiarach Ziemi otrzymujące od swoich gwiazd tyle promieniowania co Ziemia od Słońca.

“Życie może istnieć na wielu rodzajach planet, ale wiemy na pewno, że takie życie jak nasze może istnieć na planetach takich jak nasza, dlatego sensowne jest skupienie się najpierw na poszukiwaniu planet podobnych do Ziemi” mówi Kaltenegger. “Ten katalog jest niezwykle ważny dla TESS ponieważ każdy kto pracuje na tych danych chce wiedzieć wokół których gwiazd możemy znaleźć najbliższe nam analogi Ziemi”.

Kaltenegger realizuje program na TESS, w ramach którego szczegółowo obserwuje 1823 gwiazdy z katalogu, poszukując w ich otoczeniu planet. “Mamy 408 nowych ulubionych gwiazd” mówi Kaltenegger. “To fantastyczne, że nie muszę wybierać tylko jednej, a mogę przeszukiwać setki gwiazd”.

Potwierdzenie obecności egzoplanety i określenie jej odległości od gwiazdy wymaga obserwacji dwóch tranzytów na tle gwiazdy. Wszystkie 1823 gwiazdy, które znalazły się w katalogu, to gwiazdy, w przypadku których TESS jest w stanie zarejestrować dwa tranzyty planetarne w trakcie swojej misji. Takie okresy orbitalne umieszczają planety w ekosferze gwiazd macierzystych.

Ekosfera to obszar wokół gwiazdy, w którym woda może istnieć w stanie ciekłym na powierzchni skalistej planety. Jak zauważają badacze, planety poza ekosferą z pewnością mogą utrzymywać życie, ale wykrycie jakichkolwiek oznak życia na takich planetach byłoby niezwykle trudne bez bliskiego przelotu w ich pobliżu.

W katalogu oznaczono także podzbiór 227 gwiazd, dla których TESS może nie tylko znaleźć planety, które otrzymują tą samą ilość promieniowania co Ziemia, ale także planety nieco dalsze, w zewnętrznych rejonach ekosfery, na orbitach przypominających chłodną orbitę Marsa. To pozwoli astronomom badać różnorodność potencjalnie przyjaznych dla życia planet krążących wokół setek chłodnych gwiazd.

Gwiazdy wybrane do katalogu to jasne, chodne karły z temperaturami między 2700 a 6000K. Gwiazdy do katalogu wybrano na podstawie jasności, najbliższe z nich znajdują się zaledwie nieco ponad 4 lata świetlne od Ziemi.

“Nie wiemy jeszcze ile planet TESS znajdzie wokół setek gwiazd z naszego katalogu, ani czy planety te są przyjazne dla życia” mówi Kaltenegger, “ale prawdopodobieństwo jest po naszej stronie. Niektóre badania wskazują, że w ekosferach chłodnych gwiazd krąży wiele planet skalistych”.

137 gwiazd z rzeczonego katalogu znajdzie się także w stałym polu widzenia Ko(s)micznego Teleskopu Jamesa Webba kiedy (jeżeli) znajdzie się on w przestrzeni kosmicznej i rozpocznie obserwacje.

Źródło: Vanderbilt University

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.