Αποστολή ΧΕΟΠΣ
Το CHEOPS σημαίνει Χ.Χ.χαρακτηρίζονταςμιxΕΠlanetSατελίτης (δορυφόρος χαρακτηρισμού εξωπλανητών)
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το CHEOPS. Πίστωση: © ESA / ATG medialab
Τι είναι η μέθοδος Exoplanet Transit;
Οι εξωπλανήτες ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά το 1995δύο Ελβετούς αστρονόμους, ο Δήμαρχος Michel και ο Didier Kelos, οι οποίοι απονεμήθηκαν το βραβείο Νόμπελ πέρυσι για αυτήν την ανακάλυψη. Η μέθοδος διέλευσης καθιστά δυνατή την ανίχνευση και τη μελέτη εξωπλανητών. Τα τηλεσκόπια μετρούν την ακτινοβολία των αστεριών για να επιβεβαιώσουν την παρουσία πλανητών γύρω από το αστέρι. Το γεγονός είναι ότι με κάθε πέρασμα ενός πλανήτη μπροστά από ένα αστέρι, εμφανίζεται το σκοτάδι του. Οι κυκλικές αλλαγές στη φωτεινότητα δείχνουν τη διέλευση ενός πλανήτη μεταξύ της Γης και του άστρου.
Η NASA έχει τον δικό της δορυφόρο, ο οποίος δημιουργήθηκεγια την ανίχνευση εξωπλανητών χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διέλευσης - TESS. Αυτό είναι ένα διαστημικό τηλεσκόπιο σχεδιασμένο για την ανακάλυψη εξωπλανητών με τη μέθοδο διέλευσης, που αναπτύχθηκε από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης ως μέρος του Προγράμματος Μικρής Εξερεύνησης της NASA. Κυκλοφόρησε στις 18 Απριλίου 2018. Τον Αύγουστο του 2020, η TESS ολοκλήρωσε με επιτυχία την αποστολή της.
Η αποστολή CHEOPS από την ESA, με τη σειρά της, είναιη πρώτη αποστολή για τη μελέτη φωτεινών κοντινών αστέρων που είναι ήδη γνωστό ότι φιλοξενούν εξωπλανήτες, με στόχο να γίνουν παρατηρήσεις υψηλής ακρίβειας του μεγέθους του πλανήτη καθώς περνά μπροστά από το άστρο του. Το CHEOPS θα επικεντρωθεί σε πλανήτες που κυμαίνονται σε μεγέθη από υπερ-Γαίες έως Ποσειδώνα και τα δεδομένα του θα επιτρέψουν τον προσδιορισμό της μαζικής πυκνότητας των πλανητών. Αυτό θα είναι το πρώτο βήμα προς την κατανόηση αυτών των εξωγήινων κόσμων.
Δείκτες πρώτης αποστολής
Μετά την εκτόξευση σε τροχιά, ο δορυφόρος αμέσωςέλαβε πολλά υποσχόμενες παρατηρήσεις γνωστών αστεριών με εξωπλανήτες. Ήδη τον Ιανουάριο, οι CHEOPS έκαναν τις πρώτες εσκεμμένες θολές εικόνες των αστεριών. Η σκόπιμη εστίαση εστίασης βρίσκεται στο επίκεντρο της στρατηγικής παρατήρησης της αποστολής, η οποία βελτιώνει την ακρίβεια της μέτρησης διανέμοντας φως από μακρινά αστέρια σε πολλά από τα pixel του ανιχνευτή.
Η ακρίβεια είναι το κλειδί για τη σημερινή έρευναεξωπλανήτες. Περισσότεροι από 4.000 ανακαλυφθέντες πλανήτες είναι γνωστοί σε τροχιά σε αστέρια εκτός του Ήλιου. Μια βασική συνέχεια της μελέτης αυτών των κόσμων είναι ο προσδιορισμός των χαρακτηριστικών των πλανητών, υποδεικνύοντας τους περιορισμούς στη δομή, τον σχηματισμό και την εξέλιξή τους.
Η αποστολή του Cheops είναι ακριβώς να καθοριστείχαρακτηριστικά των εξωπλανητών μετρώντας με ακρίβεια το μέγεθός τους. Ωστόσο, πριν ανακοινώσει την ετοιμότητά του για αυτήν την αποστολή, ένας μικρός δορυφόρος μεγέθους 1,5 μέτρων έπρεπε να περάσει από μεγάλο αριθμό δοκιμών.
Σημαντικές δοκιμές "Cheops"
Με την πρώτη σειρά δοκιμών πτήσης που πραγματοποιήθηκαν στοΑπό τον Ιανουάριο έως τον Φεβρουάριο, οι ειδικοί της αποστολής άρχισαν να αναλύουν την απόκριση του δορυφόρου, ιδίως του τηλεσκοπίου και του ανιχνευτή, σε πραγματικές διαστημικές συνθήκες. Ξεκινώντας τον Μάρτιο, το CHEOPS επικεντρώθηκε σε καλά μελετημένα αστέρια.
Για να μετρήσετε πόσο καλά λειτουργεί το CHEOPS,Πρώτα έπρεπε να παρατηρήσουμε αστέρια των οποίων οι ιδιότητες ήταν γνωστές, αστέρια με «καλή συμπεριφορά» επιλεγμένα με το χέρι, έπρεπε να είναι σταθερά και χωρίς σημάδια δραστηριότητας.
Keith Isaac, Cheops Project Scientist στην ESA
Αυτή η προσέγγιση επέτρεψε στις ομάδες της ESA, της κοινοπραξίαςαποστολή και η Airbus Spain - ο γενικός ανάδοχος - να διασφαλίσουν ότι ο δορυφόρος είναι τόσο ακριβής και σταθερός όσο απαιτείται για την επίτευξη των φιλόδοξων στόχων του.
Μέσα σε δύο εβδομάδες από την εκτόξευση σε τροχιάΟι CHEOPS παρατήρησαν δύο αστέρια εξωπλανήτη καθώς «περνούσαν» μπροστά από το αστέρι του ξενιστή τους και μπλοκάρουν μερικά από τα αστέρια. Η αποστολή δημιουργήθηκε για να παρατηρήσει τη διέλευση γνωστών εξωπλανητών - να μετρήσει το μέγεθος των πλανητών με πρωτοφανή ακρίβεια, καθώς και να προσδιορίσει την πυκνότητά τους συνδυάζοντας αυτά τα αποτελέσματα με ανεξάρτητες μετρήσεις των μαζών τους.
Ένας από τους στόχους ήταν το HD 93396, ένα υποτακτικότο κίτρινο αστέρι, που βρίσκεται 320 έτη φωτός μακριά, είναι ελαφρώς πιο κρύο και τριπλάσιο από το μέγεθος του Ήλιου μας. Το επίκεντρο των παρατηρήσεων ήταν το KELT-11b, ένας παχουλός πλανήτης αερίου περίπου 30% μεγαλύτερος από τον Δία σε τροχιά πολύ πιο κοντά στο αστέρι από ό, τι ο Ερμής στον Ήλιο.
© ESA
Η καμπύλη φωτός αυτού του αστεριού δείχνει διαυγήη πτώση που προκλήθηκε από το οκτώωρο πέρασμα του KELT-11b. Με βάση αυτά τα δεδομένα, οι επιστήμονες καθόρισαν με ακρίβεια τη διάμετρο του πλανήτη: 181.600 km - με σφάλμα λίγο μικρότερο από 4300 km.
Ο Χέοπας αναγνωρίζει την πρώτη καμπύλη φωτός ενός εξωπλανήτη. © ESA
Οι μετρήσεις που έλαβε η CHEOPS αποδείχθηκαν πέντε φορέςπιο ακριβείς από τις μετρήσεις από τη Γη. Ο Willie Benz, κύριος ερευνητής της κοινοπραξίας αποστολής και καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης, δήλωσε: "Αυτό μας δίνει μια ιδέα για το τι μπορούμε να επιτύχουμε με τους CHEOPS τους επόμενους μήνες και χρόνια."
Η πρώτη ανακάλυψη του "Cheops"
Το CHEOPS ανταποκρίθηκε στις προσδοκίες των επιστημόνων ήδη μετάαρκετούς μήνες. Πρόσφατα, οι παρατηρήσεις με αυτό το διαστημικό τηλεσκόπιο αποκάλυψαν λεπτομέρειες του εξωπλανήτη WASP-189b, ενός από τους πιο ακραίους πλανήτες που είναι γνωστός.
Οκτώ μήνες μετά την εκτόξευση του χώρουΤο τηλεσκόπιο CHEOPS παρήγαγε την πρώτη επιστημονική δημοσίευση χρησιμοποιώντας δεδομένα CHEOPS. Χρησιμοποιώντας δεδομένα CHEOPS, οι επιστήμονες διεξήγαγαν πρόσφατα μια λεπτομερή μελέτη του εξωπλανήτη WASP-189b. Τα αποτελέσματα της έρευνας έγιναν δεκτά για δημοσίευση στο περιοδικόΑστρονομία & Αστροφυσική. «Αυτές οι παρατηρήσεις αποδεικνύουν ότι η CHEOPS ανταποκρίνεται πλήρως στις υψηλές προσδοκίες για την απόδοσή της», είπε ο Benz.
Ένας από τους πιο ακραίους πλανήτες στο σύμπαν
Το WASP-189b, CHEOPS Observation Target, παρουσιάζειείναι ένας εξωπλανήτης σε τροχιά HD 133112, ένα από τα πιο καυτά αστέρια που έχει ποτέ ένα πλανητικό σύστημα. «Το σύστημα WASP-189 απέχει 322 έτη φωτός στον αστερισμό Libra», εξηγεί η Monica Lendl, επικεφαλής συγγραφέας μελέτης στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης και μέλος του Εθνικού Κέντρου Ικανότητας του PlanetS.
Γιατί το WASP-189b είναι τόσο ενδιαφέρον;
Το αντικείμενο WASP-189b είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον γιατί αυτόένας γίγαντας αερίου που βρίσκεται σε τροχιά πολύ κοντά στο γονικό του αστέρι Χρειάζονται λιγότερες από τρεις ημέρες για να πετάξει γύρω από το αστέρι του και είναι 20 φορές πιο κοντά στο αστέρι από ότι η Γη με τον Ήλιο. Ο πλανήτης είναι περισσότερο από 1,5 φορές το μέγεθος του Δία, του μεγαλύτερου πλανήτη στο ηλιακό σύστημα.
Τα πλανητικά αντικείμενα όπως το WASP-189b είναι πολύεξωτικός. Έχουν μια σταθερή πλευρά της ημέρας, η οποία πάντα φωτίζεται από το φως ενός αστεριού, και, κατά συνέπεια, μια σταθερή πλευρά της νύχτας. Αυτό σημαίνει ότι το κλίμα σε έναν τέτοιο πλανήτη είναι εντελώς διαφορετικό από το κλίμα των γιγάντων αερίων - του Δία και του Κρόνου - στο ηλιακό μας σύστημα. Οι επιστήμονες υπολόγισαν επίσης τη θερμοκρασία του WASP-189b στους 3.200 βαθμούς Κελσίου. Τέτοιοι πλανήτες ονομάζονται «υπερ-καυτοί Δίας». Σε τόσο υψηλή θερμοκρασία, ο σίδηρος λιώνει και γίνεται ακόμη και αέριος.
«Αυτό το αντικείμενο — ένας από τους πιο ακραίους πλανήτες που γνωρίζουμε», τονίζει ο Lendl.
WASP 189 Γραφικά πληροφοριών. © ESA
Ποιες μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν για τη μελέτη του πλανήτη;
Το πρόβλημα είναι ότι οι επιστήμονες δεν μπορούν να δουν τον εαυτό τουςπλανήτη επειδή είναι πολύ μακριά από τη Γη και πολύ κοντά στο γονικό του αστέρι. Κατά συνέπεια, οι αστρονόμοι πρέπει να βασίζονται σε έμμεσες μεθόδους.
Για να γίνει αυτό, το CHEOPS χρησιμοποιεί υψηλή ακρίβειαμετρήσεις φωτεινότητας: όταν ένας πλανήτης περνά μπροστά από το αστέρι του, δηλαδή κάνει διέλευση, το αστέρι εμφανίζεται πιο αμυδρό για μικρό χρονικό διάστημα. Φυσικά, όταν το δείτε από τη Γη.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το WASP-189 © ESA
Επειδή ο εξωπλανήτης WASP-189b είναι κοντάστο αστέρι του και η μεριά της είναι τόσο φωτεινή που οι επιστήμονες έχουν μετρήσει ακόμη και το "απόν" φως όταν ο πλανήτης περνά πίσω από το αστέρι του - δηλαδή κατά τη διάρκεια μιας έκλειψης Η ερευνητική ομάδα παρατήρησε αρκετές από αυτές τις εκλείψεις WASP-189b χρησιμοποιώντας CHEOPS. Ο πλανήτης δεν φαίνεται να αντανακλά πολύ φως του αστεριού. Αντ 'αυτού, το μεγαλύτερο μέρος του φωτός του αστεριού απορροφάται από τον πλανήτη, θερμαίνεται και τον κάνει να λάμπει.
Ωστόσο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο πλανήτης δεν είναιπολύ αντανακλαστικό, καθώς δεν υπάρχουν σύννεφα από την πλευρά της ημέρας. Και αυτό δεν προκαλεί έκπληξη - τα θεωρητικά μοντέλα δηλώνουν ότι τα σύννεφα δεν μπορούν να σχηματιστούν σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες.
Επιπλέον, οι επιστήμονες έχουν βρει ότι το απόσπασμαγίγαντας αερίου μπροστά στο αστέρι του ασύμμετρα. Αυτό συμβαίνει όταν ένα αστέρι έχει φωτεινότερες και σκοτεινότερες περιοχές στην επιφάνειά του. Χάρη στα δεδομένα CHEOPS, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν ότι το ίδιο το αστέρι περιστρέφεται τόσο γρήγορα που το σχήμα του είναι μάλλον ελλειψοειδές παρά σφαιρικό. Το αστέρι απλώνεται στον ισημερινό.
Ποια είναι η κατώτατη γραμμή;
Το αστέρι γύρω από το οποίο περιστρέφεται το WASP-189b,πολύ διαφορετικό από τον ήλιο. Είναι σημαντικά μεγαλύτερο και πάνω από 2000 βαθμούς Κελσίου πιο ζεστό. Επειδή είναι τόσο ζεστό, το αστέρι εμφανίζεται μπλε αντί για κίτρινο-λευκό σαν τον ήλιο.
Μόνο λίγοι πλανήτες είναι γνωστό ότι περιφέρονται σε τροχιάγύρω από τέτοια καυτά αστέρια, και αυτό το σύστημα είναι μακράν το πιο λαμπρό. Ως αποτέλεσμα, χρησιμεύει και ως οδηγός για περαιτέρω έρευνα. «Αναμένουμε περαιτέρω συναρπαστικές ανακαλύψεις εξωπλανητών από τις παρατηρήσεις CHEOPS. Τα παρακάτω άρθρα είναι ήδη υπό προετοιμασία», καταλήγει ο επικεφαλής ερευνητής της κοινοπραξίας αποστολής.
Διαβάστε επίσης
Ο παγετώνας Doomsday αποδείχθηκε πιο επικίνδυνος από ό, τι πίστευαν οι επιστήμονες. Λέμε το κύριο πράγμα
Μελέτη: οι γάτες μπορούν να μιμηθούν τους ανθρώπους
Την 3η ημέρα της ασθένειας, οι περισσότεροι ασθενείς με COVID-19 χάνουν την αίσθηση της όσφρησης και συχνά υποφέρουν από ρινική καταρροή