CHEOPS küldetés
A CHEOPS a CHjellemzőExOPlanetSműhold (exobolygó-jellemző műhold)
A művész benyomása a CHEOPS-ról. Hitel: © ESA / ATG medialab
Mi az Exoplanet tranzit módszere?
Az exobolygókat először 1995-ben fedezték felkét svájci csillagász, Michel Mayor és Didier Kelos, akiket tavaly Nobel-díjjal jutalmaztak ezért a felfedezésért. A tranzit módszer lehetővé teszi az exobolygók kimutatását és tanulmányozását. A távcsövek mérik a csillagok sugárzását, hogy megerősítsék a bolygók jelenlétét a csillag körül. Az a tény, hogy a bolygó minden egyes, a csillag előtt történő átjárásával sötétedése következik be. A fényerő ciklikus változásai azt mutatják, hogy egy bolygó áthalad a Föld és a csillag között.
A NASA-nak saját műholdja van, amelyet létrehoztakexobolygók kimutatására a tranzit módszerrel - TESS. Ez egy űrteleszkóp, amelyet az exobolygók tranzit módszerrel történő felfedezésére terveztek, és amelyet a Massachusetts Institute of Technology fejlesztett ki a NASA Kisebb Feltárási Programjának részeként. 2018. április 18-án indult. 2020 augusztusában a TESS sikeresen teljesítette küldetését.
Az ESA CHEOPS küldetése viszont azaz első küldetés, amelynek célja olyan fényes közeli csillagok tanulmányozása, amelyekről már ismert, hogy exobolygóknak otthont adnak, azzal a céllal, hogy nagy pontosságú megfigyeléseket végezzenek a bolygó méretéről, amint az elhalad a csillaga előtt. A CHEOPS a szuperföldektől a Neptunuszig terjedő méretű bolygókra fog összpontosítani, és adatai lehetővé teszik a bolygók térfogatsűrűségének meghatározását. Ez lesz az első lépés ezen idegen világok megértése felé.
Az első küldetés mutatói
A pályára dobás után a műhold azonnalígéretes megfigyeléseket kapott ismert csillagokról exobolygókkal. A CHEOPS már januárban elkészítette az első szándékosan elmosódott csillagképeket. A misszió megfigyelési stratégiájának középpontjában a szándékos defókuszálás áll, amely javítja a mérési pontosságot azáltal, hogy távoli csillagok fényét elosztja számos detektor pixelén.
A pontosság a mai kutatás kulcsaexobolygók. Több mint 4000 felfedezett bolygóról ismert, hogy a Napon kívül más csillagok körül keringenek. E világok vizsgálatának kulcsfontosságú folytatása a bolygók jellemzőinek meghatározása, jelezve a szerkezetük, kialakulásuk és evolúciójuk korlátozásait.
Cheops küldetése pontosan meghatározniaz exobolygók jellemzői méretük pontos mérésével. Mielőtt azonban bejelentette volna, hogy kész erre a küldetésre, egy 1,5 méter nagyságú kis műholdnak nagyszámú teszten kellett keresztülmennie.
Fontos tesztek "Cheops"
Az első repülési tesztek sorozatával, amelyet 2004 - ben hajtottak végreJanuártól februárig a misszió szakértői elkezdték elemezni a műhold, különösen a távcső és detektor reagálását valós űrállapotban. Márciustól kezdődően a CHEOPS a jól tanulmányozott csillagokra összpontosított.
A CHEOPS működésének méréséreElőször olyan csillagokat kellett megfigyelnünk, amelyek tulajdonságai jól ismertek, a kézzel kiválasztott „jó viselkedésű” csillagokat stabilnak kellett lenniük, és nem mutatkoznak aktivitás jelei.
Keith Isaac, az ESA Cheops-projekt tudósa
Ez a megközelítés lehetővé tette az ESA, a konzorcium csapataitmisszió és az Airbus Spain - a fővállalkozó - biztosítja, hogy a műhold a lehető legpontosabb és stabilabb legyen ambiciózus céljainak eléréséhez.
A pályára állást követő két héten belülA CHEOPS két exobolygó csillagot figyelt meg, amikor "elhaladtak" a fogadó csillaguk előtt, és elzárták a csillag fényét. A küldetést ismert exobolygók tranzitjának megfigyelésére hozták létre - a bolygók méretének soha nem látott pontossággal történő mérésére, valamint sűrűségük meghatározására úgy, hogy ezeket az eredményeket egyesítették tömegük független mérésével.
Az egyik célpont a HD 93396 volt, egy alóriása 320 fényévnyire található sárga csillag kissé hidegebb és a Napunk háromszorosa. A megfigyelések középpontjában a KELT-11b állt, egy kövér gázbolygó, amely körülbelül 30% -kal nagyobb, mint a Jupiter, és a pályáján sokkal közelebb van a csillaghoz, mint a Merkúr a Naphoz.
© ESA
Ennek a csillagnak a fénygörbéje tisztaa KELT-11b nyolcórás áthaladásának okozta süllyedés. Ezen adatok alapján a tudósok nagyon pontosan meghatározták a bolygó átmérőjét: 181600 km - valamivel kevesebb, mint 4300 km hibával.
Cheops felismeri egy exobolygó első fénygörbéjét. © ESA
A CHEOPS által végzett mérések ötszörösnek bizonyultakpontosabb, mint a Földről érkező mérések. Willie Benz, a missziós konzorcium vezető kutatója és a Berni Egyetem asztrofizika professzora elmondta: "Ez képet ad arról, hogy mit érhetünk el a CHEOPS-szal az elkövetkező hónapokban és években."
A "Cheops" első felfedezése
A CHEOPS már ezt követően is megfelelt a tudósok elvárásainaknéhány hónap. A közelmúltban ezzel az űrteleszkóppal végzett megfigyelések a WASP-189b exobolygó részleteit tárták fel, amely az egyik legszélsőségesebb ismert bolygó.
Nyolc hónappal az űr elindítása utánA CHEOPS távcső elkészítette az első tudományos publikációt CHEOPS adatok felhasználásával. A CHEOPS adatait felhasználva a tudósok nemrégiben részletes vizsgálatot végeztek a WASP-189b exobolygóról. A kutatási eredményeket a folyóiratban publikálásra elfogadtákCsillagászat és amp; Asztrofizika. „Ezek a megfigyelések azt mutatják, hogy a CHEOPS teljes mértékben megfelel a teljesítményével kapcsolatos magas elvárásoknak” – mondta Benz.
Az univerzum egyik legszélsőségesebb bolygója
A WASP-189b, a CHEOPS megfigyelési cél, bemutatjaegy HD 133112 körül keringő exobolygó, az egyik legforróbb csillag, amelynek bolygórendszere van. "A WASP-189 rendszer 322 fényévnyire van a Mérleg csillagképben" - magyarázza Monica Lendl, a genfi egyetem vezető tanulmányának szerzője és a PlanetS Nemzeti Kompetencia Központ tagja.
Miért olyan érdekes a WASP-189b?
A WASP-189b objektum különösen érdekes, mert ezgázóriás, amely nagyon közel kering szülőcsillagához. Három napnál kevesebb időbe telik a csillag körüli repülés, és 20-szor közelebb van a csillaghoz, mint a Föld a Naphoz. A bolygó több mint 1,5-szer akkora, mint a Jupiter, a Naprendszer legnagyobb bolygója.
A bolygóobjektumok, mint például a WASP-189b nagyonegzotikus. Állandó nappali oldaluk van, amelyet mindig egy csillag fénye világít meg, és ennek megfelelően állandó éjszakai oldaluk. Ez azt jelenti, hogy egy ilyen bolygó éghajlata teljesen eltér a Naprendszerünkben található gázóriások - a Jupiter és a Szaturnusz - éghajlatától. A tudósok a WASP-189b hőmérsékletét is 3200 Celsius-fokra becsülték. Az ilyen bolygókat „szuperforró Jupitereknek” nevezik. Ilyen magas hőmérsékleten a vas megolvad, sőt gázneművé válik.
„Ez az objektum — az általunk ismert egyik legszélsőségesebb bolygó” – hangsúlyozza Lendl.
WASP 189 Információs grafika. © ESA
Milyen méréseket végeztek a bolygó tanulmányozásához?
A probléma az, hogy a tudósok nem láthatják önmagátmert túl messze van a Földtől és túl közel van szülőcsillagához. Ennek eredményeként a csillagászoknak közvetett módszerekre kell támaszkodniuk.
Ehhez a CHEOPS nagy pontosságot használfényerő mérések: amikor egy bolygó elhalad a csillaga előtt, vagyis tranzitot hajt végre, a csillag rövid ideig halványabbnak tűnik. Természetesen a Földről nézve.
A művész benyomása a WASP-189-ről © ESA
Mivel a WASP-189b exobolygó közel vancsillagához, nappali oldala pedig olyan fényes, hogy a tudósok még a "hiányzó" fényt is megmérték, amikor a bolygó áthalad a csillag mögött - vagyis egy napfogyatkozás alatt. A kutatócsoport a WEOP-189b napfogyatkozások közül többet megfigyelt a CHEOPS segítségével. Úgy tűnik, hogy a bolygó nem sok csillagfényt tükröz. Ehelyett a csillag fényének nagy részét elnyeli a bolygó, felmelegítve és ragyogva.
A tudósok azonban úgy vélik, hogy a bolygó nem aznagyon fényvisszaverő, mivel nappali oldalán nincsenek felhők. És ez nem meglepő - az elméleti modellek szerint ilyen magas hőmérsékleten nem képződhetnek felhők.
Ezen kívül a tudósok azt találták, hogy az átjáróaszimmetrikusan a csillag előtt álló gázóriás. Ez akkor történik, ha egy csillag felületén világosabb és sötétebb területek találhatók. A CHEOPS adatainak köszönhetően a tudósok arra a következtetésre juthatnak, hogy a csillag maga olyan gyorsan forog, hogy alakja inkább ellipszoid, mintsem gömb alakú. A csillag kinyújtva az Egyenlítőnél.
Mi a lényeg?
A csillag, amely körül a WASP-189b forog,nagyon különbözik a naptól. Lényegesen nagyobb és több mint 2000 Celsius-fok melegebb. Mivel nagyon meleg van, a csillag kéknek tűnik sárga-fehér helyett, mint a nap.
Csak néhány bolygó keringése ismertilyen forró csillagok körül, és ez a rendszer messze a legfényesebb. Ennek eredményeként a további kutatásokhoz is útmutatóul szolgál. „További izgalmas exobolygó-felfedezéseket várunk a CHEOPS-megfigyelésektől. A következő cikkek már készülőben vannak” – összegzi a missziós konzorcium vezető kutatója.
Olvassa el
A Doomsday-gleccser veszélyesebbnek bizonyult, mint azt a tudósok gondolták. Elmondjuk a fő dolgot
Vizsgálat: a macskák utánozhatják az embereket
A betegség 3. napján a legtöbb COVID-19 beteg elveszíti szaglásérzetét, és gyakran orrfolyástól szenved