Мисия CHEOPS
CHEOPS означава CHхарактеризиращЕ.хОПланетSателит (сателит за характеризиране на екзопланети)
Впечатлението на художника от CHEOPS. Кредит: © ESA / ATG medialab
Какво е транзитен метод за изучаване на екзопланети?
Екзопланетите са открити за първи път през 1995гдвама швейцарски астрономи, Мишел Майор и Дидие Келос, които получиха Нобелова награда миналата година за това откритие. Транзитният метод дава възможност за откриване и изследване на екзопланети. Телескопите измерват сиянието на звездите, за да потвърдят наличието на планети около звездата. Факт е, че при всяко преминаване на планета пред звезда настъпва нейното потъмняване. Цикличните промени в яркостта показват преминаването на планета между Земята и звездата.
НАСА има собствен сателит, който е създаденза откриване на екзопланети чрез транзитния метод - TESS. Това е космически телескоп, предназначен за откриване на екзопланети чрез транзитния метод, разработен от Масачузетския технологичен институт като част от Малката изследователска програма на НАСА. Лансиран на 18 април 2018 г. През август 2020 г. TESS успешно завърши своята мисия.
Мисията CHEOPS от ESA от своя страна епървата мисия за изследване на ярки близки звезди, за които вече е известно, че са домакини на екзопланети, с цел да се направят високопрецизни наблюдения на размера на планетата, докато минава пред своята звезда. CHEOPS ще се фокусира върху планети с размери от супер-Земя до Нептун и неговите данни ще позволят да се определи обемната плътност на планетите. Това ще бъде първата стъпка към разбирането на тези извънземни светове.
Показатели за първата мисия
След излизането в орбита спътникът веднагаполучи обещаващи наблюдения на известни звезди с екзопланети. Още през януари CHEOPS направи първите умишлено размити изображения на звездите. Умишленото разфокусиране е в основата на стратегията за наблюдение на мисията, което подобрява точността на измерването, като разпределя светлината от далечни звезди в много от пикселите на детектора.
Точността е ключът към днешните изследванияекзопланети. Известно е, че повече от 4000 открити планети обикалят около звезди, различни от Слънцето. Ключово продължение на изследването на тези светове е да се определят характеристиките на планетите, като се посочат ограниченията върху тяхната структура, формиране и еволюция.
Мисията на Хеопс е точно да определяхарактеристики на екзопланетите чрез точно измерване на техния размер. Преди да обяви готовността си за тази мисия обаче, малък сателит с размер 1,5 метра трябваше да премине през голям брой тестове.
Важни тестове "Хеопс"
С първата серия от летателни изпитания, проведени презОт януари до февруари експертите на мисията започнаха да анализират реакцията на спътника, по-специално телескопа и детектора, в реални космически условия. От март CHEOPS се фокусира върху добре проучени звезди.
За да измерите колко добре работи CHEOPS,Първо трябваше да наблюдаваме звезди, чиито свойства бяха добре известни, звезди с „добро поведение“, подбрани на ръка, те трябваше да бъдат стабилни и без признаци на активност.
Кийт Айзък, учен по проекта Хеопс в ESA
Този подход позволи на екипите на консорциума ESAмисия и Airbus Испания - главен изпълнител - да гарантират, че сателитът е толкова точен и стабилен, колкото е необходимо за постигане на амбициозните му цели.
В рамките на две седмици след изстрелването в орбитаCHEOPS наблюдава две екзопланетни звезди, когато те "минават" пред своята звезда домакин и блокират част от звездната светлина. Мисията е създадена да наблюдава транзитите на известни екзопланети - да измерва размера на планетите с безпрецедентна точност, както и да определя тяхната плътност чрез комбиниране на тези резултати с независими измервания на техните маси.
Една от целите беше HD 93396, подгигантжълтата звезда, разположена на 320 светлинни години, е малко по-студена и три пъти по-голяма от нашето Слънце. Фокусът на наблюденията беше KELT-11b, пълна газова планета с около 30% по-голяма от Юпитер в орбита много по-близо до звездата, отколкото Меркурий е до Слънцето.
© ESA
Кривата на светлината на тази звезда показва яснопотъването, причинено от осемчасовото преминаване на KELT-11b. Според тези данни учените много точно определят диаметъра на планетата: 181 600 км - с грешка малко по-малка от 4300 км.
Хеопс разпознава първата светлинна крива на екзопланета. © ESA
Измерванията, направени от CHEOPS, се оказаха пет пътипо-точни от измерванията от Земята. Уили Бенц, главен изследовател на консорциума на мисията и професор по астрофизика в Университета в Берн, каза: "Това ни дава представа какво можем да постигнем с CHEOPS през следващите месеци и години."
Първото откритие на "Хеопс"
CHEOPS оправда очакванията на учените още след тованяколко месеца. Наскоро наблюдения с този космически телескоп разкриха подробности за екзопланетата WASP-189b, една от най-екстремните известни планети.
Осем месеца след старта на пространствотоТелескопът CHEOPS създаде първата научна публикация, използваща данни от CHEOPS. Използвайки данни от CHEOPS, учените наскоро проведоха подробно изследване на екзопланетата WASP-189b. Резултатите от изследването са приети за публикуване в списаниетоАстрономия & Астрофизика. „Тези наблюдения показват, че CHEOPS напълно отговаря на очакванията си за висока производителност“, каза Бенц.
Една от най-екстремните планети във Вселената
WASP-189b, CHEOPS Цел на наблюдение, представяе екзопланета, обикаляща HD 133112, една от най-горещите звезди, които някога са имали планетарна система. „Системата WASP-189 е на 322 светлинни години в съзвездието Везни“, обяснява Моника Лендъл, водещ автор на изследването в Женевския университет и член на Националния център за компетентност на PlanetS.
Защо WASP-189b е толкова интересен?
Обектът WASP-189b е особено интересен, защото тойгазов гигант, който обикаля много близо до родителската си звезда. Отнемането на около звездата й отнема по-малко от три дни и е 20 пъти по-близо до звездата, отколкото Земята до Слънцето. Планетата е повече от 1,5 пъти по-голяма от Юпитер, най-голямата планета в Слънчевата система.
Планетарни обекти като WASP-189b са многоекзотично. Те имат постоянна дневна страна, която винаги е осветена от светлината на звезда, и съответно постоянна нощна страна. Това означава, че климатът на такава планета е напълно различен от климата на газовите гиганти – Юпитер и Сатурн – в нашата Слънчева система. Учените също изчислиха, че температурата на WASP-189b е 3200 градуса по Целзий. Такива планети се наричат „супер горещи Юпитери“. При такава висока температура желязото се топи и дори става газообразно.
„Този обект — една от най-екстремните планети, които познаваме“, подчертава Лендъл.
WASP 189 Информационна графика. © ESA
Какви измервания са направени за изследване на планетата?
Проблемът е, че учените не могат да видят себе сипланетата, защото е твърде далеч от Земята и твърде близо до родителската си звезда. В резултат на това астрономите трябва да разчитат на косвени методи.
За тази цел CHEOPS използва висока точностизмервания на яркостта: когато планета минава пред своята звезда, тоест прави транзит, звездата изглежда по-бледа за кратко. Разбира се, когато се гледа от Земята.
Впечатление на художника от WASP-189 © ESA
Тъй като екзопланета WASP-189b е близокъм нейната звезда и дневната й страна е толкова ярка, че учените са измерили дори "отсъстващата" светлина, когато планетата преминава зад своята звезда - тоест по време на затъмнение. Изследователският екип наблюдава няколко от тези затъмнения WASP-189b, използвайки CHEOPS. Изглежда, че планетата не отразява много звездна светлина. Вместо това по-голямата част от звездната светлина се поглъща от планетата, загрявайки я и я кара да блести.
Учените обаче вярват, че планетата не е такамного отразяващо, тъй като от дневната му страна няма облаци. И това не е изненадващо - теоретичните модели твърдят, че облаците не могат да се образуват при толкова високи температури.
Освен това учените са установили, че пасажътгазов гигант пред своята звезда асиметрично. Това се случва, когато една звезда има по-ярки и тъмни области на повърхността си. Благодарение на данните CHEOPS учените могат да заключат, че самата звезда се върти толкова бързо, че формата й е по-скоро елипсовидна, отколкото сферична. Звездата е опъната на екватора.
Какъв е долният ред?
Звездата, около която се върти WASP-189b,много различен от слънцето. Той е значително по-голям и над 2000 градуса по Целзий по-горещ. Тъй като е толкова горещо, звездата изглежда синя, вместо жълто-бяла като слънцето.
Само няколко планети са известни в орбитаоколо такива горещи звезди и тази система е най-ярката. В резултат на това той служи и като ръководство за по-нататъшни изследвания. „Очакваме още вълнуващи открития на екзопланети от наблюденията на CHEOPS. Следващите статии вече са в процес на подготовка“, заключава главният изследовател на консорциума на мисията.
Прочетете също
Ледникът на Страшния съд се оказа по-опасен, отколкото учените смятаха. Казваме основното
Проучване: котките могат да имитират хора
На 3-ти ден от заболяването повечето пациенти с COVID-19 губят обонянието си и често страдат от хрема