TESS finder sin første planet på størrelse med Jorden

Et nærliggende system er vært for den første planet på størrelse med jorden, opdaget af NASA's Transiting Exoplanets Survey Satellite, samt en varm verden på størrelse med sub-Neptun, ifølge et nyt papir fra et hold af astronomer, der inkluderer Carnegies Johanna Teske, Paul Butler, Steve Shectman, Jeff Crane, og Sharon Wang.

Deres arbejde er udgivet i Astrofysiske tidsskriftsbreve .

"Det er så spændende, at TESS, som blev lanceret for blot et år siden, er allerede en game-changer i planetjagtbranchen, " sagde Teske, som er anden forfatter på papiret. "Rumfartøjet undersøger himlen, og vi samarbejder med TESS-opfølgningssamfundet for at markere potentielt interessante mål for yderligere observationer ved hjælp af jordbaserede teleskoper og instrumenter."

Et sådant værktøj, Planet Finder Spectrograph på Magellan II-teleskopet ved Carnegies Las Campanas-observatorium i Chile, var en afgørende del af denne indsats. Det hjalp med at bekræfte TESS-signalets planetariske natur, og at måle massen af ​​den nyopdagede under-Neptun.

PFS-bygget af Shectman og Crane ved hjælp af en metode udviklet af Butler og hans samarbejdspartnere-værker ved hjælp af en teknik kaldet radial velocity-metoden, som i øjeblikket er den eneste måde for astronomer at måle massen af ​​individuelle planeter. Uden kendte masser, det er meget udfordrende at bestemme en planets tæthed eller dens generelle kemiske sammensætning.

Denne metode udnytter det faktum, at ikke kun en stjernes tyngdekraft påvirker planeten, der kredser om den, men planetens tyngdekraft påvirker også stjernen igen. PFS gør det muligt for astronomer at opdage disse små slingrer, som planetens tyngdekraft inducerer i stjernens kredsløb.

"PFS er et af de eneste instrumenter på den sydlige halvkugle, der kan udføre disse typer målinger, " tilføjede Teske. "Så, det vil være en meget vigtig del af yderligere karakterisering af planeterne fundet af TESS-missionen."

Med en bane, der tager omkring 36 dage at fuldføre, under-Neptun, HD 21749b, har den længste periode af nogen af ​​de hidtil offentliggjorte TESS-opdagelser. På grund af den teknik, som TESS anvender, det forudsiges, at de fleste af de planeter, som missionen finder, vil have omløbsperioder på mindre end 10 dage, så HD 21749b er usædvanlig i denne henseende. Faktisk, dette gjorde også opdagelsen af ​​planeten i TESS-dataene til en ekstra udfordring.

"Der var en del detektivarbejde involveret, og de rigtige mennesker var der på det rigtige tidspunkt, " sagde hovedforfatter Diana Dragomir fra MIT's Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. "Men vi var heldige, og vi fangede signalerne, og de var virkelig klare."

Dens værtsstjerne har omkring 80 procent af vores sols masse og findes omkring 53 lysår væk fra Jorden. HD 21749b har omkring 23 gange Jordens masse og en radius på omkring 2,7 gange Jordens. Dens tæthed indikerer, at planeten har en betydelig atmosfære, men ikke er stenet, så det kunne potentielt hjælpe astronomer med at forstå sammensætningen og udviklingen af ​​køligere sub-Neptun-planetatmosfærer.

Spændende nok, den længere periode sub-Neptun planet i dette system er ikke alene. Den har en søskendeplanet, HD 21749c, som tager omkring otte dage at kredse om værtsstjernen og er meget mindre - svarende i størrelse til Jorden.

"At måle den nøjagtige masse og sammensætning af en så lille planet vil være udfordrende, men vigtigt for at sammenligne HD 21749c med Jorden, " sagde Wang. "Carnegies PFS-team fortsætter med at indsamle data om dette objekt med dette mål for øje."

Tak til TESS, astronomer vil være i stand til at måle masserne, atmosfæriske sammensætninger, og andre egenskaber ved mange mindre exoplaneter for første gang. Selvom små exoplaneter er almindelige i vores galakse, der er stadig meget at lære om deres mangfoldighed og om, hvordan de kan sammenlignes med planeterne i vores eget solsystem.

"For stjerner, der er meget tæt på og meget lyse, vi forventede at finde op til et par dusin planeter på størrelse med jorden, sagde Dragomir. Og her er vi - dette ville være vores første, og det er en milepæl for TESS. Det sætter vejen for at finde mindre planeter omkring endnu mindre stjerner, og disse planeter kan potentielt være beboelige."