Первая экзопланета 2024 года

Новый год — новые открытия. Недавно на сайте arXiv появилась статья о том, что астрономы из США с помощью космического телескопа TESS и нейронной сети с довольно пугающим названием DEATHSTAR (Detecting and Evaluating A Transit: поиск его скрытого источника в архивных записях временной области) обнаружили новую планету вокруг яркого красно-оранжевого карлика TOI-6055 (TIC 355640518). На данный момент TOI-6055 b(TOI-6055.01,TIC 355640518.01) ничем особо не выделяется на фоне тысячи других миров и, вероятно, едва ли заметна. Однако, из-за того, что она стала первой экзопланетой, обнаруженной в этом году, она привлекает внимание ученых и астрономов. Интересно, что информация об этой планете, находящейся в созвездии Возничего и находящейся на расстоянии 755.244 световых лет от Земли, была обнаружена еще в 2019 году, но подтверждена лишь сейчас. Вращаясь вокруг своей звезды, чей радиус на 32% меньше радиуса Солнца за 20.39 часа, планета нагревается до 921.6°C. Радиус TOI-6055 b в 1.7452 раза больше радиуса Юпитера. Таким образом, он относится к категории горячих юпитеров.

Помимо этой планеты, алгоритм DEATHSTAR обнаружил еще 63 ранее неизвестных планет. Однако, достоверность этих наблюдений и их существование будет подтверждено дальнейшими исследованиями и дополнительными наблюдениями звёзд.

Найдена новая планета в зоне жизни

Астрономы из Европы, Канады, США и Чили сообщили, что с помощью космического телескопа TESS и наземного 0.4-м телескопа ASTEP, расположенного в Антарктиде, они открыли две ранее неизвестные массивные планеты у жёлто-оранжевого карлика TOI-199 (TIC 309792357, TYC 8530-77-1), которая находится в созвездии Золотая Рыба на расстоянии 329,508 св. лет от Земли. Одна из планет — не транзитная TOI-199 c может иметь луны пригодные для зарождения внеземной жизни. Своё исследование они опубликовали на сайте arxiv. TOI-199 – молодая система. Её возраст оценивается в 720 млн. лет, а родительская звезда, размеры которой на 22% меньше Солнца, отличается повышенным содержанием тяжелых элементов – их в 1.7 раз больше, чем в составе нашей звезды. Первая планета TOI-199 b менее массивна, чем Сатурн, но её радиус почти сопоставим с радиусом окольцованного гиганта. Из-за более близкой, чем у Меркурия орбиты, вытянутой формы, а так же медленного осевого вращения TOI-199 b имеют место перепады температур. Местной "зимой" температура не опускается ниже 93°C, а летом она поднимается до 130°C. Транзит планеты иногда демонстрирует странные аномалии, которые могут быть связаны с наличием у планеты колец или экзолун. Однако они так же могут быть лишь "шумом" в данных телескопа и требуют более детальной проверки.

Более дальняя и холодная TOI-199 c по массе лишь на 1% меньше массы Сатурна, а из-за того, что год на ней длится 273.70001 земных дня температура на ней колеблется от -7 до 28°C.

Эксцентриситет орбиты TOI-199 c чуть больше чем у TOI-199 b, но согласно выводам ученых это почти никак не скажется на спутниках легкого экзогиганта. Авторы исследования рассмотрели динамическую устойчивость возможных лунных системы у TOI-199 b и TOI-199 с и оказалось, что гравитационное влияние планеты c может заметно возмущать орбиты спутников планеты b, так что мало-мальски устойчивыми у TOI-199 b оказываются только орбиты, пролегающие не далее 11.5 радиусов Юпитера от планеты. Спутниковая система планеты c может быть наоборот обширнее — экзолуны могут иметь устойчивы орбиты аж до 1.87 млн км. И хотя звезда TOI-199 и её миры намного моложе Солнечной системы — если у TOI-199 с есть крупные спутники, они могут быть обитаемыми.

Так же у TESS есть другие неопубликованные данные о возможных других экзопланетах ожидающих своей проверки. Если они верны — в системе может находится как минимум горячий юпитер и очень холодная планета, сопоставимая по размерам с Сатурн.

Спутник TESS обнаружил раздутый супер-нептун

Используя спутник NASA TESS, международная команда астрономов обнаружила новую горячую, раздутую экзопланету типа супер-нептун. Планета, обозначенная TOI-2498 b, примерно в шесть раз больше и в 35 раз массивнее Земли. Находка была опубликована 16 мая в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. TESS проводит обследование около 200 000 самых ярких звезд вблизи Солнца с целью поиска транзитных экзопланет. На данный момент было идентифицировано почти 6600 экзопланет-кандидатов (представляющих интерес объектов TESS, или TOI), из которых 331 была подтверждена на сегодняшний день. Одной из звезд, наблюдаемых TESS во время своей основной миссии, была TOI-2498 (также известная как TIC-263179590) — звезда класса G, которая примерно на 26% крупнее и на 12% массивнее Солнца. TESS проводил мониторинг TOI-2498 в период с 12 декабря 2018 года по 6 января 2019 года, в результате чего был обнаружен транзитный сигнал. Планетарная природа этого сигнала была подтверждена последующими спектроскопическими и фотометрическими наблюдениями, проведенными астрономами под руководством Джинджер Фрейм из Университета Уорика, Великобритания. Обнаруженная планета имеет радиус около 6,06 радиуса Земли, а ее масса, по оценкам, составляет 34,62 массы Земли, что дает плотность на уровне 0,86 г/см3. Экзопланета обращается вокруг своей звезды-родителя каждые 3,74 дня на расстоянии около 0,05 а.е. Равновесная температура планеты, по расчетам, составляет около 1443 К.

Основываясь на результатах, команда Фрейм классифицировала TOI-2498 b как горячий и раздутый супер-нептун. Низкая плотность планеты указывает на наличие газовой оболочки, которая составляет примерно 27% от ее массы. Однако астрономы добавили, что их планетарная модель не предполагает содержания воды или значительной металличности атмосферы TOI-2498 b.

Подводя итоги, исследователи отметили, что TOI-2498 b является стабильным супер-нептуном, который испытывал незначительное испарение относительно своей массы. Они предполагают, что планета после образования была размером с Сатурн, примерно в 8-10 раз больше Земли, а массовая доля оболочки составляла от 30% до 45%. Возраст планеты оценивается примерно в 3,6 миллиарда лет.

Две звезды малой массы и один коричневый карлик были обнаружены вокруг старых звезд

Используя спутник Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), группа астрономов обнаружила трех компаньонов старых звезд — две звезды малой массы и одного коричневого карлика. Эти объекты размером с Юпитер, но при этом они в 70 раз массивнее самой большой планеты Солнечной системы. Об открытии сообщается в статье, опубликованной 25 октября на сервере arXiv dot org. TESS проводит исследование около 200 000 самых ярких звезд, находящихся вблизи Солнца, с целью поиска транзитных экзопланет. На данный момент спутник идентифицировал почти 6000 экзопланет-кандидатов (TESS Objects of Interest, TOI), 266 из которых уже подтверждены. TESS также помогает астрономам в поисках коричневых карликов и звезд-компаньонов. Группа астрономов из Университета Цинхуа в Пекине сообщила об обнаружении транзитных сигналов вокруг трех старых субгигантов TOI-2336, TOI-1608 и TOI-2521, имеющих спектральные классы F и G. Последующие наблюдения с использованием наземных обсерваторий показали, что сигналы вызваны не экзопланетами, а гораздо более массивными объектами. Коричневый карлик TOI-2336 b имеет радиус 1,05 радиуса Юпитера, а его масса составляет почти 70 масс Юпитера, что дает плотность на уровне 75 г/см3. TOI-2336 b обращается вокруг родительской звезды каждые 7,71 дня на расстоянии около 0,08 а.е.

TOI-1608 b примерно на 21% больше и, по меньшей мере, в 90 раз массивнее Юпитера, его плотность составляет 63,7 г/см3. Согласно исследованию, объект находится на расстоянии 0,04 а.е. от TOI-1608, а его орбитальный период составляет приблизительно 59 часов. Ученые предполагают, что TOI-1608 b – М-карлик малой массы.

TOI-2521 b – объект размером с Юпитер, но при этом он примерно в 77,5 раз массивнее самой большой планеты Солнечной системы. Его плотность около 93 г/см3. TOI-2521 b также считается М-карликом малой массы с периодом обращения 5,56 суток. Он находится на расстоянии около 0,06 а.е. от TOI-2521.

Подводя итоги, исследователи подчеркнули, что все три объекта являются «раздутыми». «Мы обнаружили, что все три компаньона имеют завышенные радиусы по сравнению с моделями эволюции коричневых карликов и звезд малой массы», - заявили авторы статьи.

TESS обнаружил экзопланету, похожую на Юпитер

Используя спутник Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), международная группа астрономов обнаружила планету, похожую на Юпитер, которая вращается вокруг G-карлика. Экзопланета TOI-5542 b примерно на 30% массивнее крупнейшего газового гиганта Солнечной системы. Об открытии сообщается в статье, опубликованной 29 сентября на сервере предварительной печати arXiv. TESS проводит обследование около 200 000 самых ярких звезд, разыскивая транзитные экзопланеты. На данный момент он идентифицировал почти 6000 экзопланет-кандидатов (TOI), 256 из которых уже подтверждены. Группа астрономов во главе с Ноланом Гривсом из Женевского университета в Швейцарии недавно подтвердила еще один TOI, отслеживаемый TESS. Они сообщают, что транзитный сигнал был идентифицирован на кривой блеска G-карлика, известного как TOI-5542 (другое обозначение TYC 9086-01210-1). Планетарная природа этого сигнала была подтверждена последующими наблюдениями с помощью спектрографов CORALIE и High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS). Экзопланета имеет радиус приблизительно равный 1,01 радиуса Юпитера и массу около 1,32 массы Юпитера, плотность TOI-5542 b составляет 1,6 г/см3. Она обращается вокруг своей родительской звезды каждые 75,12 дня на расстоянии 0,33 а.е. Равновесная температура планеты оценивается в 441 К.

Родительская звезда TOI-5542 относится к спектральному типу G3V. Ее радиус составляет около 1,06 солнечных радиусов, и она на 11% менее массивна, чем Солнце. Звезда имеет эффективную температуру около 5700 К, светимость на уровне примерно 1,05 солнечных светимостей, а ее возраст оценивается в 10,8 миллиарда лет. Металличность TOI-5542 составляет приблизительно -0,21.

Суперземля Ross 508b движется по краю обитаемой зоны вокруг красного карлика

Астрономы открыли первую экзопланету в рамках программы Subaru Strategic Program, используя инфракрасный спектрограф IRD телескопа «Субару» (IRD-SSP). Эта планета, Ross 508b, представляет собой суперземлю массой примерно в четыре массы Земли, расположенную в обитаемой зоне вокруг звезды. На поверхности такой планеты может присутствовать жидкая вода, и поэтому она может сыграть важную роль в будущих поисках жизни в системах звезд небольшой массы. Исследования экзопланет, которые достигли больших успехов в последние годы, после открытия гигантской планеты на орбите вокруг звезды, подобной Солнцу, в настоящее время переориентированы на красные карлики – звезды, имеющие массы, много меньшие, по сравнению с Солнцем. Однако при наблюдениях красных карликов астрономы сталкиваются с проблемой, обусловленной низкой светимостью этих источников. Предыдущие поиски планет с использованием спектрометров видимого света позволили открыть лишь несколько планет на орбитах вокруг расположенных очень близко к нам красных карликов, например, планету Проксима Центавра b. В частности, красные карлики с температурой ниже 3000 градусов (красные карлики позднего типа) не изучались систематически на предмет наличия планет. Транзитный метод, который позволяет регистрировать изменения яркости звезд при прохождении планеты перед звездой, не требует настолько большого числа фотонов, как спектроскопический допплеровский метод, поэтому в последнее время транзитный метод приобрел большую популярность. Поиски планет транзитным методом с использованием спутника TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) помогают обнаруживать планеты земного типа на орбитах вокруг относительно массивных красных карликов (красные карлики раннего типа).

Японский центр астробиологии успешно разработал инструмент IRD (InfraRed Doppler instrument), первый в мире высокоточный инфракрасный спектрограф для телескопов 8-метрового класса. Инструмент IRD, установленный на телескопе «Субару», может обнаруживать крохотные колебания скорости звезды, сравнимые со скоростью идущего пешком человека.

Программа IRD Subaru Strategic Program (IRD-SSP), предполагающая поиски планет в системах красных карликов позднего типа, стартовала в 2019 г.

В настоящее время проект находится на этапе проведения интенсивных наблюдений 50 многообещающих красных карликов, которые были тщательно отобраны из значительно более обширного исходного пула звезд.

Первая экзопланета, открытая в рамках программы IRD-SSP, расположена на расстоянии приблизительно в 37 световых лет от Земли, на орбите вокруг красного карлика Ross 508, масса которого составляет лишь одну пятую от массы Солнца.

Эта планета, Ross 508b, имеет минимальную массу всего лишь примерно в 4 массы Земли. Среднее расстояние до родительского светила для планеты составляет лишь 0,05 астрономической единицы (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца), и планета движется у внутреннего края обитаемой зоны. Интересно отметить, что орбита планеты может иметь относительно высокий эксцентриситет, или эллиптический характер, и в таком случае планета будет заходить в обитаемую зону с периодом в 11 суток, указывают авторы.

До настоящего времени было открыто лишь три планеты на орбитах вокруг настолько малых звезд, включая планету Проксима Центавра b. Программа IRD-SSP будет продолжать помогать открывать новые планеты, отметили авторы.

Работа опубликована в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.

«Охотник» за экзопланетами TESS завершил основную миссию

Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства США (НАСА) объявило о завершении основной научной программы орбитальной обсерватории TESS. Напомним, что проект TESS, или Transiting Exoplanet Survey Satellite, нацелен на поиск планет за пределами Солнечной системы. Аппарат был запущен в апреле 2018 года. Для обнаружения экзопланет применяется метод транзитов: регистрируются периодические изменения яркости звёзд, вызываемые прохождениями планет перед диском своих светил. Основная миссия космического телескопа продлилась приблизительно два года. За это время обсерватория идентифицировала 66 планет за пределами Солнечной системы. Кроме того, обнаружены примерно 2100 кандидатов в экзопланеты: над уточнением характеристик этих тел сейчас работают астрономы. Теперь телескоп TESS приступает к выполнению расширенной научной программы. В рамках подготовки к этой миссии специалисты внесли улучшения в алгоритмы сбора и обработки данных. В результате обсерватория теперь способна формировать полные изображения каждые десять минут, что втрое быстрее, нежели во время основной исследовательской программы.

Планируется, что нынешняя расширенная миссия продлится около двух лет — завершить её НАСА намеревается в сентябре 2022 года.

Странная экзопланета TOI-849b может оказаться ядром газового гиганта

Согласно новому исследованию, далекая планета, примерно в 40 раз более массивная чем Земля, может оказаться ядром планеты-гиганта или гигантской планетой, в процессе создания которой рост застопорился. Эти результаты могут помочь пролить свет на то, как выглядят загадочные ядра планет-гигантов, считают исследователи. Ученые исследовали экзопланету TOI-849b, которая впервые была обнаружена в 2018 году транзитным способом с помощью аппарата TESS НАСА, а позднее был подтвержден факт ее существования обсерваторией La Silla в Чили. Этот инопланетный мир вращается вокруг звезды TOI-849 на расстоянии около 730 световых лет от Земли. Масса TOI-849b примерно в 40 раз больше массы Земли, но почти вдвое меньше массы Сатурна. В то же время данные Паранальской обсерватории в Чили и обсерватории Лас-Кумбрес помогли уточнить, что диаметр экзопланеты примерно в 3,45 раза больше диаметра Земли, сопоставимого с диаметром Нептуна. В целом, эта информация предполагает, что экзопланета имеет плотность, подобную плотности Земли, что делает ее самой плотной планетой размером с Нептун, обнаруженной на сегодняшний день. TOI-849b вращается вокруг своей звезды на быстрой, узкой орбите длиной всего 18,4 часа, что приближает ее к звезде на расстояние всего 1,5% AU (астрономическая единица) - среднего расстояния между Землей и Солнцем (которое составляет около 150 миллионов километров). Таким образом, экзопланета это так называемая «горячая нептуновская пустыня», явный и таинственный недостаток миров размером с Нептун, которые вращаются очень близко к своим звездам.

«В этой области не так много планет, поэтому увидеть планету такого размера, расположенную так близко к звезде, довольно круто», - говорит Шон Рэймонд, астрофизик из Обсерватории Бордо во Франции.

Предыдущие модели предполагали, что зарождающиеся планеты, масса которых в 10-20 раз превышает массу Земли, должны иметь достаточно сильные гравитационные поля, чтобы поглотить огромное количество материала из протопланетных дисков из газа и пыли, которые окружают их новорожденные звезды. Поэтому такие миры должны стать газовыми гигантами, подобными Юпитеру или Сатурну. Таким образом, можно подумать, что TOI-849b является остатком газового гиганта, который каким-то образом потерял большую часть своего веса, возможно, из-за тепла, которое он получает на такой орбите так близко к своей звезде.

Однако ученые отметили, что такой нагрев сам по себе еще не может еще снять атмосферу с газового гиганта почти до ядра планеты. По их оценкам, звезде около 6,7 миллиардов лет. Учитывая это количество времени, а также расстояние от TOI-849b до звезды, они рассчитали, что газовый гигант, подобный Юпитеру, потерял бы только несколько процентов своей массы из-за звездного излучения на сегодняшний день.

Таким образом, исследователи предполагают, что TOI-849b может быть остатком ядра газового гиганта, который потерял массу с помощью другого механизма. Возможно, он столкнулся с другими планетами-гигантами, например, или гравитация звезды сняла большую часть газовой оболочки.

В качестве альтернативы, если бы TOI-849b переместился в это текущее положение из-за гравитационных столкновений с другими планетами, энергия, которую экзопланета получила бы, сильно бы разогрела этот мир, что потенциально привело бы к значительной потере массы.

Другое возможное объяснение нынешнего состояния TOI-849b связано с задержкой развития. Возможно, TOI-849b сформировался поздно, когда большая часть протопланетного диска его системы исчезла, считают исследователи.

В целом, TOI-849b может дать ученым представление о том, как выглядит ядро ​​газового гиганта. Будущие исследования могут непосредственно наблюдать за составом этого ядра, анализируя испаренный материал в оставшейся атмосфере экзопланеты.

Дальнейшая работа может также исследовать, была ли эта экзопланета действительно газовым гигантом, атмосфера которого была удалена.

«Они утверждают, что это маловероятно, но точные расчеты сделать очень сложно», - сказал Рэймонд.

Новое исследование, которое возглавлял Дэвид Армстронг из Уорикского университета в Англии, было принято журналом Nature. Вы можете бесплатно прочитать препринт статьи на arXiv.org.

Система с шестью планетами, вращающимися в почти идеальном орбитальном резонансе

На сегодняшний день науке известно более 4100 экзопланет. Каждую из них в чем-то можно считать уникальной. Но есть экземпляры, которые особенно привлекают внимание. К таким можно отнести планеты, которые вращаются вокруг звезды HD 158259, находящейся на расстоянии 88 световых лет от нас. Сама звезда чуть больше Солнца и имеют примерно такую же массу. Вокруг нее открыто шесть планет: супер-Земля и пять мини-Нептунов. Наблюдения проводились в течение семи лет. Астрономам это позволило выявить, что все шесть планет обращаются в почти идеальном орбитальном резонансе. Это открытие может помочь лучше понять механизмы формирования планетных систем и их конфигураций. Орбитальный резонанс показывает, когда орбиты двух тел тесно связаны взаимным гравитационным влиянием. В Солнечной системе тоже встречаются примеры орбитальных резонансов. Например, у спутников Юпитера или у Плутона и Нептуна. Последние объекты находятся в резонансе 2:3. Это означает, что на каждые два оборота Плутона приходятся три оборота Нептуна вокруг Солнца. Орбитальные резонансы обнаруживались и у экзопланет. Но тут интересно, что каждая планета, вращающаяся вокруг HD 158259, имеет резонанс со следующей почти 3:2, что также можно описать как соотношение периодов 1,5. Это означает, что когда одна планета совершает три оборота, следующая за ней совершает два.

Наблюдения проводились в основном с помощью спектрографа SOPHIE, а также дополнялись данными от обсерватории TESS.

Ближе всего к звезде находится супер-Земля, которая в два раза массивнее нашей планеты. Орбитальные периоды планет в днях: 2.17, 3.4, 5.2, 7.9, 12 и 17.4. Это дает отношение периодов для каждой пары планет: 1.57, 1.51, 1.53, 1.51 и 1.44. Это не совсем идеальный резонанс, но достаточно близок к нему, что позволяет классифицировать систему как экстраординарную.

По мнению исследователей, это свидетельствует о том, что планеты находятся не на тех местах, где сформировались.

«Известно несколько компактных систем с рядом планет в резонансах, например, TRAPPIST-1 или Kepler-80, - сказал астроном Стефан Удри из Университета Женевы. – Считается, что такие планеты формируются далеко от своей звезды, а затем мигрируют к ней. В этом сценарии резонансы играют решающую роль».

В процессе миграции планеты могут воздействовать друг на друга, создавая резонансы. Движение происходит в еще не до конца истощенном протопланетном диске. А когда он рассасывается, резонанс может немного отклоняться от идеального, что указывает на неоднородности в структуре формирования системы из диска.

-------------

https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/7611/hd-158259-b/

http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=HD+158259

БУДУЩЕЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭКЗОПЛАНЕТ

Наступает очень захватывающее время для экзопланетных исследований. В связи с постоянным ростом количества и типа экзопланет, несомненно, предстоит многому научиться, и по мере перехода от эпохи обнаружения экзопланет к эпохе, характеризующей их, могут развиваться совершенно новые направления исследований. Например, по аналогии с нашей Солнечной системой вокруг экзопланет должны существовать спутники, и они могут стать потенциальной средой обитания для жизни. Поиск экзоспутников продолжается, но до сих пор они небыли обнаружены. Многое из того, что мы знаем об экзопланетах, включая экстремальные примеры, такие как потенциальные алмазные планеты и миры лавы, все еще является лишь заманчивыми намеками, которые требуют более детальных и точных измерений, прежде чем что-либо можно будет подтвердить. Космические телескопы CoRoT и Kepler произвели революцию в области экзопланет, и мы с нетерпением ждем захватывающего периода в предстоящем космическом полете. Основываясь на накопленном к настоящему времени опыте, новые миссии были разработаны для обнаружения небольших планет вокруг ярких звезд. Поскольку звезды-хозяева являются яркими, массы обнаруженных планет можно определить по радиальным наблюдениям скорости в наземных обсерваториях - как по массе, так и по размеру, что имеет важное значение для характеристики новых открытий.

TESS

В 2018 году НАСА запустило спутник TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) для проведения съемки всего неба с целью мониторинга ярких звезд, во время малых транзитов экзопланет. TESS видит звезды в 30-100 раз ярче, чем Kepler, это означает, что и планеты должны быть намного легче охарактеризованы с помощью последующих наблюдений, выполняемых спутником TESS. Данные последующих наблюдений обеспечат более точные измерения массы, размеров, плотности и свойств атмосферы экзопланет. Планируется, что система TESS будет функционировать в течение двух лет. Атак же, что она отыщет основные цели для дальнейшего, более подробного изучения с помощью будущих крупных наземных и космических телескопов.

CHEOPS

В 2019 году в рамках партнерства между ЕКА и Швейцарией был запущен европейский спутник "Экзопланет" (CHEOPS), характеризующий спутник "Экзопланет" (CHaracterising ExOPlanets Satellite). Используя технику высокоточной транзитной фотометрии, эта миссия будет изучать известные экзопланеты, которые меньше Сатурна и находятся на орбите близко к ярким звездам.

Ключевой особенностью CHEOPS является его последующий характер выполняемых работ: он будет наблюдать за звездами, известными как носители планет, вместо того, чтобы проводить съемку неба в поисках новых звезд-носителей. Поскольку ученые точно знают, когда и куда направить спутник, чтобы поймать экзопланету, проходящую через диск звезды-хозяина, то они смогут наблюдать многократные планетарные транзиты (видимых прохождений по диску звезды-хозяина. Прим. редактора) для создания высокоточных сигнатур транзита малых планет в диапазоне размеров Земля-Нептун.

Комбинируя точные измерения радиуса экзопланет, полученные с помощью CHEOPS, с существующими данными о их массе, ученые могут определить точную плотность для большого количества планет. Тем самым сделав первые шаги в определении характеристик и состава вещества этих экзопланет.

Понимание истинной природы экзопланет требует не только измерений массы и радиуса, но и изучения их атмосферных свойств. Определив физические размеры атмосферы сверхземель, CHEOPS сможет различать сходные с Землей планеты, где, как мы знаем, может находиться жизнь, а также и другие виды планет земной массы (богатые водородом Земли, океанические планеты), что ставит под сомнение наше нынешнее понимание пригодности для жизни. Таким образом, система CHEOPS станет уникальной «помощницей», для космического телескопа Джеймса Вебба, а также для следующего поколения наземных, чрезвычайно крупных телескопов, способных определять вещество в атмосфере близлежащих экзопланет.

CHEOPS также измеряет кривые блеска для небольшого вида экзопланет, под названием: «горячие Юпитеры», а также определяет механизмы переноса энергии через экзопланетную атмосферу и вокруг нее. Как и в случае любой научной миссии, CHEOPS будет использоваться для решения более обширных научных вопросов. Например таких как поиск фотометрических сигнатур экзоспутников (спутников, вращающихся вокруг экзопланет), колец и Троянов, а также для изучения вопросов, выходящих за рамки экзопланетной науки.

WEBB

Космический телескоп NASA/ESA/CSA Джеймса Уэбба, запуск которого намечен на 2021 год, предоставит новые возможности для наблюдения за экзопланетами и их атмосферами, которые изменят наши представления о них. Снабженный набором из четырех приборов, работающих в инфракрасном диапазоне, WEBB будет использовать несколько методов для исследования.

Высокочувствительное, спектроскопическое наблюдение транзитов экзопланет, со схожими характеристиками по размеру и массе, откроет новую эру в сравнительной планетологии для экзопланет.

WEBB будет характеризовать атмосферы экзопланет путем регистрации спектров поглощения, отражения и излучения в инфракрасном диапозоне, для планет, охватывающих диапазон размеров, от суперземель до газовых гигантов. Это позволит использовать тот факт, что на этих длинах волн молекулы в атмосферах экзопланет обладают большим количеством спектральных характеристик, предоставляя наблюдателям богатый набор диагностических инструментов, многие из которых недоступны с земли.

WEBB также сможет напрямую снимать некоторые молодые и массивные экзопланеты, вращающиеся на больших расстояниях от их родительской звезды. Три прибора WEBB обладают возможностями высококонтрастной визуализации (в двух случаях это реализовано с использованием коронографа) для минимизации бликов родительской звезды, что улучшает изображение планеты. Наблюдения с несколькими инфракрасными фильтрами предоставят много информации об этих экзопланетах, их свойствах и механизмах образования.

PLATO

Запуск спутника ЕКА PLATO (PLAnet Transits and Oscillations of Stars) запланирован на 2026 год. PLATO предназначен для обнаружения и определения характеристик большого количества новых экзопланетарных систем путем поиска сотен тысяч ярких звезд, через которых происходят транзиты планет. PLATO будет обладать уникальной способностью находить и определять свойства землеподобных планет, которые вращаются вокруг звезд, сходных с нашим Солнцем, в зоне обитания.

Объединив точные измерения радиусов для большого количества экзопланет с соответствующими планетарными массами, полученными в результате наземных наблюдений, ученые смогут исследовать разнообразие существующих планет. Данное исследование, в свою очередь, создаст более объективное мнение о формировании планет. Эти наблюдения также позволят ученым определить основной состав большого количества малых экзопланет, изучить, насколько они похожи на Землю, и изучить их обитаемость.

Воздействие звезды-носителя на планеты, находящиеся на орбите вокруг нее, является важным вопросом, для решения которого будут использоваться данные PLATO. Только понимая свойства звезды-хозяина, такие как звездная активность, тип, металличность (Металли́чность — относительная концентрация элементов тяжелее водорода и гелия в звёздах или иных астрономических объектах. Прим. редактора) и т.д., мы можем понять ее планетарную систему. Впервые PLATO позволит ученым точно рассчитать свойства большого количества звезд с планетами, включая их возраст. С помощью этих данных можно будет изучать изменения, происходящие на планетах со временем, и изучать, как развиваются условия обитаемости.

Большой количество экзопланетных систем, которые будут обнаружены PLATO, также обеспечит данными для изучения архитектуры и эволюции экзопланетных систем путем изучения распределения типов планет - земных или газообразных. Это позволит ученым лучше понять нашу Солнечную систему - является ли ее состав обычным или необычным?

Обнаруживая экзопланеты, вращающиеся вокруг ярких звезд, PLATO станет первопроходцем для последующих миссий, ищущих признаки жизни. Ведь именно эти типы планет являются лучшими кандидатами на проведения последующих, спектроскопических исследований их структуры и состава атмосферы.

ARIEL

Выходя за рамки исследований и углубляя свои познания, проект ЕКА ARIEL (Инфракрасная крупномасштабная съемка экзопланет с помощью дистанционного зондирования атмосферы) позволит провести химическую перепись большого, четко определенного и разнообразного количества экзопланет. Проводя одновременные наблюдения в диапазоне видимых и инфракрасных волн, миссия позволит изучать экзопланеты как в индивидуальном, так и в коллективном порядке.

ARIEL, запуск которого намечен на 2028 год, предназначен для проведения высокоточных многополосных наблюдений за транзитом, затмением и фазовыми кривыми с одновременным использованием фотометрии в видимом и спектроскопическом диапазонах ближнего инфракрасного диапазона волн. Спутник будет наблюдать и изучать около 1000, преимущественно теплых и горячих, газовых гигантов, «экзонептунов» и «сверхземель», вокруг целого ряда звезд.

ARIEL представит беспрецедентный каталог спектров планет, характеризующих их молекулярное строение, химические градиенты, структуру атмосферы, суточные и сезонные колебания, облачность и альбедо-измерения. Цель миссии - дать действительно репрезентативную картину химической природы изученных экзопланет, а также напрямую связать ее с типом и химическим составом звезд-хозяев, что позволит ученым исследовать природу этих планет, способы их образования и эволюции.

ПРОГНОЗ

С этим набором космических телескопов, которые будут запущены в течение следующего десятилетия, мы можем ожидать приближения к обнаружению «Земли 2.0», в то же время добавляя в «экзопланетную шкатулку» новые, все более странные и неожиданные планеты. Впереди захватывающие времена.

В NASA открыли планету, на которой возможна жизнь

Телескоп NASA TESS открыл три планеты у звезды TOI 270, известной также как UCAC4 191-004642. Светило находится в 73 световых годах от солнца. Планеты получили названия TOI 270b, TOI 270c и TOI 270d, сообщает NASA. Звезда на 40% меньше Солнца и на треть холоднее его. Одна из планет — крупная каменистая, на 25% больше Земли. Из-за близости к звезде на ней, скорее всего, царят высокие температуры. Две другие планеты являются газовыми гигантами размерами меньше Нептуна. Ученые предполагают, что TOI 270d находится в обитаемой зоне звезды и может иметь воду в жидком состоянии.

Ученые обнаружили каменистую экзопланету с тремя красными солнцами

Астрономы при помощи космического телескопа TESS обнаружили экзопланету с тремя солнцами, которую назвали LTT 1445Ab. Она вращается вокруг одного из трех красных карликов, составляющих систему LTT 1445, располагается на расстоянии 22,5 светового года от нас и в 1,38 раза больше Земли. Исследование ученых принято к публикации в The Astronomical Journal и уже доступно для прочтения в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.org. "Будучи на поверхности этой планеты, вы бы видели над собой три солнца, но два из них были бы довольно далекими и выглядели бы маленькими — словно два красных зловещих глаза в небе", — рассказала Дженнифер Уинтерс (Jennyfer Winters), астроном из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Между тем LTT 1445Ab разительно отличается от обнаруженной в 2016 году HD 131399Ab — еще одной экзопланеты с тремя солнцами, которая в то же время представляет собой гиганта с 550-летней орбитой вокруг одной из звезд в тройной системе и располагается на расстоянии 340 световых лет от Земли. Астрономы сравнивают LTT 1445Ab по составу с твердотельными планетами земной группы — Меркурием, Венерой, Марсом и, соответственно, с Землей — и противопоставляют газовым и ледяным гигантам. LTT 1445Ab делает один оборот вокруг своей звезды за 5,36 земных дня. Следовательно, примерная температура на ее поверхности — порядка плюс 155 градусов.

Однако вполне себе вероятно, что у LTT 1445Ab есть атмосфера, — по мнению ученых, это делает обнаруженную экзопланету хорошим объектом для дальнейших исследований. И хотя шансы на то, что LTT 1445Ab может быть пригодной для жизни, малы, у астрономов появилась новая надежда.

Всего за полтора года работы телескоп TESS зарегистрировал 820 кандидатов в экзопланеты, подтвердив более 20.

Обнаружена наименьшая экзопланета

TESS автоматически наводится на звездные системы и ищет в них экзопланеты, используя транзитный метод. Он основан на том, что при прохождении планеты перед диском звезды она закрывает часть диска. Поэтому, фиксируя изменение яркости звезды во времени, можно определить количество планет в системе, их размер и характеристики орбиты. Нацелившись на систему звезды L 98-59, телескопу TESS удалось обнаружить у нее три планеты. Сама звезда находится на относительно небольшом расстоянии от Земли — в 35 световых годах, — поэтому ее удалось относительно хорошо разглядеть. Эти планеты примерно в 0,8, 1,4 и 1,6 раза больше Земли и очень быстро вращаются вокруг своей звезды с периодами 2,25, 3,7 и 7,45 дня соответственно. По словам авторов работы, если в системе вращается несколько планет, они могут гравитационно взаимодействовать друг с другом. TESS будет наблюдать L 98-59 в достаточном количестве секторов, чтобы можно было обнаружить планеты со временем обращения около 100 дней. Но если ученым действительно повезет, они смогут увидеть гравитационное воздействие неоткрытых планет на открытые. К сожалению, ни одна из этих планет не находится в зоне обитаемости. Но даже на таком расстоянии от родительской звезды L 98-59b получает в 22 раза больше лучистой энергии, чем Земля от Солнца. А L 98-59c и d получают соответственно в 11 и четыре раза больше излучения, чем Земля.

Тем не менее все они занимают «зону Венеры» — диапазон расстояний, где планета с атмосферой, подобной Земле, может испытывать парниковый эффект и получить атмосферу, подобную венерианской. Исходя из размера L 98-59d, она может быть либо венерообразным миром, либо мини-нептуном, который имеет скалистое ядро, окруженное плотной газовой оболочкой.

"РОДСТВЕННИЦА" Нептуна: исследователи обнаружили экзопланету с аномальной массой

Астрономы с помощью телескопа TESS нашли у звезды HD 21749 необычную экзопланету. HD 21749b стала третьей планетой, обнаруженной с помощью телескопа TESS. Она осуществляет оборот вокруг своей звезды всего за 36 земных дней, а радиус ее орбиты примерно в пять раз меньше, чем у Земли. Отмечается, что и сама HD 21749 в пять раз тусклее Солнца, а ее радиус составляет 0,7 солнечного. По оценкам ученых, средняя температура атмосферы HD 21749b составляет лишь около 150 градусов Цельсия. Размеры планеты втрое превышают размеры Земли, свидетельствует о том, что ее можно отнести к "субнептунам" - уменьшеннымх аналогам гигантов Солнечной системы. В то же время масса HD 21749b превышает массу нашей планеты уже в 25 раз, вероятно, она состоит из газа, гораздо более плотного, чем Нептун и Уран. Ученые предполагают, что, в отличие от них, которые почти целиком состоят из водорода и гелия, на HD 21749b должно быть достаточно воды или достаточно плотных атмосферных газов.

По мнению исследователей, в этой системе может существовать еще одна планета, размеры которой сопоставимы с земными. Оборот вокруг звезды она осуществляет за 7,8 суток.

Космический телескоп TESS нашел уже вторую экзопланету

Планета немного больше Земли и вращается вокруг звезды LHS 3844. Ученые, которые работают с космическим телескопом NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), обнаружили с его помощью уже второго кандидата в экзопланеты. С момента объявления о регистрации первой планеты прошло всего три дня. В сообщении ученых говорится о том, что планета немного больше Земли и вращается вокруг звезды LHS 3844, расположенной на расстоянии 49 световых лет от нашей планеты. Рабочее название планеты — LHS 3844 b. Один оборот вокруг звезды она совершает всего за 11 земных часов, ее размеры в 3 раза больше нашей Земли. Оборот вокруг своего светила планета совершает за 11 часов. "Открытие планеты земного типа вокруг близлежащего к нам карлика во время первого сектора наблюдения TESS предполагает, что в перспективе нас ждут яркие открытия. Стоит помнить, что 90 процентов неба еще не были осмотрены ни TESS, ни Kepler", - отметили исследователи миссии TESS.

Три космических миссии НАСА получают свои первые научные данные

Продолжающиеся исследования нашей Солнечной системы и пространства, находящегося за ее границами, получают новый толчок к развитию на этой неделе, поскольку три ключевых миссии НАСА подтвердили не только свою работоспособность, но и исключительность своего научного потенциала. 17 сентября 2018 г. миссия Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) провела свои первые научные наблюдения. Позднее на этой неделе две новейшие миссии, пополнившие собой флотилию гелиофизических космических аппаратов НАСА – зонд Parker Solar Probe, первая в истории человечества миссия, которая «коснется» Солнца, и спутник GOLD, миссия, которая изучает динамическую границу между Землей и космосом – передали на Землю свои первые научные данные. Часть данных, собранных с первой «научной» орбиты космического аппарата TESS, включает подробную картину южного неба, съемка которого производилась при помощи всех четырех широкоугольных камер «охотника за планетами». На этом снимке представлено огромное количество звезд и других объектов, включая системы, в которых ранее уже были выявлены экзопланеты, то есть планеты, расположенные за пределами нашей Солнечной системы. Аппарат TESS проведет ближайшие два года, наблюдая за ближайшими к нам, самыми яркими звездами в поисках периодических спадов яркости светил, известных как транзиты. Такие транзиты указывают на прохождение перед звездой планеты. Ожидается, что, используя этот метод, можно будет обнаружить при помощи спутника TESS тысячи новых планет.

Две другие миссии, предоставившие свои первые научные данные на минувшей неделе, направлены на изучение гигантской системы Земля-Солнце, в которой доминируют частицы и энергия магнитных полей нашей звезды и которая является предметом изучения гелиофизики. Зонд Parker Solar Probe поможет понять, как атмосфера Солнца влияет на мощность потоков частиц, извергаемых в космос; миссия GOLD отслеживает изменения параметров области пространства рядом с Землей, которые в основном связаны с изменением солнечной активности. Эти две космические миссии помогут гелиофизикам глубже понять нашу звезду и влияние, оказываемое ею на окружающее космическое пространство – и в частности, на атмосферы планет и искусственные объекты, построенные человеком.

Телескоп TESS открыл свою первую экзопланету

Новый «охотник за экзопланетами», космический телескоп TESS открыл свою первую планету. Ей оказалась супер-Земля, обращающаяся у солнцеподобной звезды на расстоянии 60 световых лет от Солнца, говорится в статье, опубликованной на портале ArXiv.org. Космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) позиционируется как частичная замена телескопа «Кеплер», которой практически полностью выработал свой ресурс. TESS был запущен в космос в апреле 2018 года и предназначен для поиска экзопланет методом транзитной фотометрии, он отслеживает изменение блеска звезды во время прохождения планеты по ее диску. Основные цели телескопа — яркие звезды и их системы, удаленные от Земли на расстояние от 30 до 300 световых лет. Кандидаты в экзопланеты станут целями других обсерваторий, как наземных, так и орбитальных (например космического телескопа «Джеймс Уэбб»), которые займутся детальным изучением объектов. TESS оснащен четырьмя телескопами с матрицами разрешением 16,8 мегапикселей, каждый из которых имеет поле зрения 24 на 24 градуса. Раз в 27 дней телескоп будет менять зону наблюдения и за два года основной миссии создаст карту, покрывающую 85 процентов всей небесной сферы.

В мае TESS прислал на Землю свой первый снимок, но официально приступил к работе только в конце июля. В начале августа телескоп при помощи всех своих четырех камер получил первый научный снимок, следя в течение 30 минут за участком неба в южном полушарии. На днях группа астрономов во главе с Челси Хуангом (Chelsea Huang) из Массачусетского технологического института сообщила о первой обнаруженной телескопом экзопланете. Открытие было сделано при анализе данных, собранных телескопом в период с 25 июля по 22 августа 2018 года, не является ложным сигналом или возможным затмением звезды другой звездой и в дальнейшем получило подтверждение на основании данных с наземных телескопов.

Новооткрытая экзопланета π Men c находится в системе яркой звезды Пи Столовой Горы (π Mensae), относящейся к классу желтых карликов и находящейся на расстоянии около 60 световых лет от Земли. Ранее уже было известно, что вокруг звезды, с периодом в 5,7 лет обращается газовый гигант π Men b с массой около 4,9 масс Юпитера. Оценка массы для π Men c составляет около 4,9 массы Земли, что помещает ее в категорию супер-Земель, один оборот вокруг своей звезды она совершает за 6,27 дней. Предполагается, что планета может быть похожей на мини-Нептун, то есть она содержит большое количество легких веществ, таких как вода, метан, водород и гелий, в дополнение к своему каменно-железному ядру. Сама же звезда вместе со своей планетарной системой может быть хорошей целью для будущего космического телескопа «Джеймс Уэбб», запуск которого откладывался уже несколько раз и сейчас намечен на 2020 год.

Звезда π Столовой Горы представляет собой жёлто-оранжевый карлик главной последовательности, по массе и размерам напоминающий наше Солнце. Масса немного больше, чем у Солнца, радиус в 2 раза превышает солнечный. Светимость звезды оценивается в 4,7 солнечных, температура на поверхности — около 5888 градусов по Кельвину. Согласно общепринятой модели, возраст звезды определяется приблизительно в 4 миллиарда лет. Удаляется от Земли со скоростью 9.4 км/с.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» будет изучать атмосферы газовых гигантов

В апреле 2018 г. НАСА запустило в космос аппарат под названием Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Главной целью этой миссии является локализация планет размером с Землю и более крупных «суперземель» для дальнейшего подробного изучения. Одним из наиболее мощных инструментов для изучения атмосфер таких планет станет космический телескоп James Webb («Джеймс Уэбб») НАСА. Поскольку наблюдения небольших планет с тонкими атмосферами, таких как Земля, будут представлять сложность для «Уэбба», астрономы сначала выберут в качестве научных целей более доступные для наблюдения экзопланеты класса газовых гигантов. Первые наблюдения газовых гигантов при помощи космического телескопа James Webb будут проведены по программе Discretionary Early Release Science program. В рамках этой программы предполагаются три различных типа наблюдений: получение спектра атмосферы планеты при ее транзите перед звездой, получение фазовой кривой планеты и определение собственного свечения планеты на фоне звезды.

Для получения спектра поглощения атмосферы экзопланеты при прохождении ее перед звездой астрономы выбрали планету WASP-79b. Эта планета размером с Юпитер находится на расстоянии примерно 780 световых лет от Земли. Команда планирует определить содержание воды, монооксида углерода и диоксида углерода в составе вещества атмосферы планеты WASP-79b.

Второй тип наблюдений, получение фазовой кривой, применим для планет, находящихся в приливном захвате по отношению к звезде, то есть обращенных к светилу все время лишь одной стороной. Когда такая планета находится перед диском звезды, мы видим ее обратную, «заднюю» сторону, а когда планета пребывает за диском звезды – фронтальную, «лицевую» сторону планеты. При движении планеты по орбите вокруг звезды фаза, таким образом, меняется, и измерение этих изменений поможет получить данные по температуре планеты, количестве облаков и химическом составе ее вещества как функциям долготы. Ученые будут снимать фазовую кривую для «горячего юпитера» WASP-43b.

Последний из этих трех типов наблюдений связан с измерением собственного свечения планеты на фоне яркого света родительской звезды. Для этого метода следует выбирать планеты, имеющие высокую собственную яркость в ИК-диапазоне. Для наблюдений по этому методу при помощи космической обсерватории James Webb была выбрана планета WASP-18b, температура которой оценивается почти в 2900 Кельвинов.

SpaceX вывела на орбиту космический телескоп TESS

Американская компания SpaceX запустила ракету-носитель Falcon 9, которая вывела на орбиту аппарат TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) для поиска потенциально пригодных для жизни планет. Ракета стартовала с космодрома на мысе Канаверал во Флориде. Штатное отделение первой ступени произошло через три минуты после старта ракеты. Затем она успешно села на баржу в Атлантике. Аппарат вышел на заданную орбиту примерно через час. TESS должен исследовать 200 тысяч звезд: он будет искать рядом с ними планеты, в том числе земного типа. Сейчас ученым известно об 11 планетах земного типа, расположенных на расстоянии не более 50 световых лет от Земли. На «сканирование» космоса запланировано около двух лет. 

Информация на Землю будет поступать каждые 13 дней. Как утверждают в NASA, площадь покрытия телескопа у TESS в 35 раз больше, чем у «Кеплера».

Новый «охотник за планетами» НАСА отправляется в космос сегодня

НАСА готово запустить на орбиту космический аппарат размером со стиральную машину и стоимостью 337 миллионов USD, целью которого станут поиски планет за пределами Солнечной системы, в частности планет размером с Землю, обращающихся вокруг близлежащих звезд. Спутник Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) отправится в космос в понедельник, 16 апреля, в 6:32 вечера по местному времени (22:32 GMT) на борту ракеты-носителя Falcon 9 со стартовой площадки космодрома, расположенного на мысе Канаверал, штат Флорида, США. Основной целью этой миссии на следующие, два года станет сканирование более чем 200 000 самых ярких близлежащих звезд в поисках планет, обращающихся вокруг них и вызывающих характерное периодическое снижение яркости родительской звезды при прохождении перед ее диском. Согласно прогнозам НАСА миссия TESS поможет открыть свыше 20000 экзопланет, включая 50 планет размером с Землю и до 500 планет размером не более двух диаметров Земли.

Спутник TESS создавался отчасти как научный преемник аппарата Kepler («Кеплер») американского космического агентства, который стал первым в своем роде «охотником за планетами», открывшим для нас тысячи далеких планет. В настоящее время у стареющего космического телескопа иссякают запасы топлива, и его миссия естественным образом подходит к завершению. Спутник TESS, оснащенный четырьмя современными камерами, будет сканировать область неба, размер которой превышает в 350 раз размер области неба, наблюдаемой «Кеплером» - новая миссия просканирует в течение двух лет примерно 85 процентов всего неба.

Согласно НАСА шанс на то, что погода сегодня будет благоприятствовать запуску, оценивается в 80 процентов.