משימת CHEOPS מצאה כוכב לכת עם התנאים הקשים ביותר ביקום. הדבר העיקרי

משימה CHEOPS

CHEOPS מייצג CHמאפייןהxOPlanetסאטליט (לוויין אפיון כוכבי לכת)

) סוכנות החלל האירופית.למעשה, צ'אופס הוא טלסקופ חלל של ESA שנועד לחפש ולחקור כוכבי לכת חיצוניים בשיטת המעבר. פותח כחלק מתוכנית חקר החלל הבסיסית Cosmic Vision של סוכנות החלל האירופית כמשימת S-class. היא משימה משותפת של סוכנות החלל האירופית (ESA) ושוויץ בחסות אוניברסיטת ברן בשיתוף עם אוניברסיטת ז'נבה. קונסורציום של יותר מ-100 מדענים ומהנדסים מ-11 מדינות אירופיות השתתף ביצירת הלוויין במשך תקופה של חמש שנים. מרכז פעולות המדע CHEOPS ממוקם במצפה הכוכבים של אוניברסיטת ז'נבה.

התרשמות האמן מ- CHEOPS. קרדיט: © מדיה ESA / ATG

מהי שיטת מעבר ללימוד כוכבי לכת?

כוכבי לכת התגלו לראשונה בשנת 1995שני אסטרונומים שוויצרים, מישל ראש העיר ודידייה קלוס, שזכו בפרס נובל בשנה שעברה על תגלית זו. שיטת המעבר מאפשרת לאתר וללמוד כוכבי לכת. טלסקופים מודדים את זוהר הכוכבים כדי לאשר את קיומם של כוכבי לכת סביב הכוכב. העובדה היא שעם כל מעבר של כוכב לכת מול כוכב, החשיכה שלו מתרחשת. שינויים מחזוריים בבהירות מראים את מעבר כוכב הלכת בין כדור הארץ לכוכב.

לנאס"א יש לוויין משלה, שנוצרלאיתור כוכבי לכת חיצוניים בשיטת המעבר - TESS. זהו טלסקופ חלל שנועד לגילוי כוכבי לכת אקזו-כוכבים בשיטת המעבר, שפותח על ידי המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס כחלק מתוכנית החקר הקטנה של נאס"א. הושק ב-18 באפריל, 2018. באוגוסט 2020, TESS השלימה בהצלחה את משימתה.

משימת CHEOPS מ-ESA, בתורה, היאהמשימה הראשונה לחקור כוכבים סמוכים בהירים שכבר ידועים כמארחים כוכבי לכת אקסו-כוכבים, במטרה לבצע תצפיות דיוק גבוהות של גודל כוכב הלכת כשהוא חולף מול הכוכב שלו. CHEOPS יתמקד בכוכבי לכת בגודל החל מסופר-כדור הארץ ועד נפטון, והנתונים שלו יאפשרו לקבוע את צפיפות כוכבי הלכת. זה יהיה הצעד הראשון לקראת הבנת העולמות החייזרים האלה.

מדדי משימה ראשונים

לאחר השיגור למסלול, הלוויין מידקיבלו תצפיות מבטיחות של כוכבים ידועים עם כוכבי לכת. כבר בינואר, CHEOPS ביצעו את התמונות הראשונות המטושטשות במכוון של הכוכבים. מיקוד מוחלט מכוון הוא לב אסטרטגיית התצפית של המשימה, המשפרת את דיוק המדידה על ידי הפצת אור מכוכבים רחוקים על פני מספר פיקסלים של הגלאי שלה.

דיוק הוא המפתח למחקר של ימינוכוכבי לכת. ידוע כי יותר מ -4,000 כוכבי לכת שהתגלו מקיפים כוכבים שאינם השמש. המשך מרכזי בחקר עולמות אלה הוא קביעת מאפייני כוכבי הלכת, תוך ציון המגבלות על מבנהם, היווצרותם והתפתחותם.

המשימה של צ'ופס היא בדיוק לקבועמאפיינים של כוכבי לכת על ידי מדידה מדויקת של גודלם. עם זאת, לפני שהכריז על נכונותו למשימה זו, לווין קטן בגודל 1.5 מטר נאלץ לעבור מספר רב של בדיקות.

מבחנים חשובים "צ'ופס"

עם הסדרה הראשונה של מבחני טיסה שבוצעה בשנתמינואר עד פברואר החלו מומחי המשימה לנתח את תגובת הלוויין, ובמיוחד הטלסקופ והגלאי, בתנאי חלל אמיתיים. החל מחודש מרץ, CHEOPS התמקדה בכוכבים שנלמדו היטב.

כדי למדוד כמה טוב CHEOPS עובד,ראשית, היינו צריכים לצפות בכוכבים שתכונותיהם ידועות היטב, כוכבים עם "התנהגות טובה" נבחרו ביד, עליהם להיות יציבים וללא סימני פעילות.

קית' אייזק, מדען פרויקט צ'אופס ב-ESA

גישה זו אפשרה לצוותי ESA, הקונסורציוםהמשימה ואיירבוס ספרד - הקבלן הכללי - להבטיח שהלוויין יהיה מדויק ויציב ככל שיידרש כדי להשיג את יעדיו השאפתניים.

תוך שבועיים מרגע השיגור למסלולCHEOPS צפו בשני כוכבי אקסופלנט בזמן שהם "עברו" מול הכוכב המארח שלהם וחסמו חלק מאור הכוכבים. המשימה נוצרה כדי לצפות במעברים של כוכבי לכת ידועים - למדידת גודל כוכבי הלכת בדיוק חסר תקדים, וכן לקביעת צפיפותם על ידי שילוב תוצאות אלו עם מדידות עצמאיות של המוניהם.

אחת המטרות הייתה HD 93396, ענק ענקהכוכב הצהוב, הממוקם במרחק של 320 שנות אור, קר מעט יותר וגדול פי שלוש מהשמש שלנו. המוקד של התצפיות היה KELT-11b, כוכב גז שמנמן שגדול בכ -30% מכוכב צדק במסלול קרוב הרבה יותר לכוכב מכפי שמרקורי נמצא לשמש.

© ESA

עקומת האור של הכוכב מראה מראה ברורהטבילה שנגרמה על ידי המעבר של שמונה שעות של KELT-11b. בהתבסס על נתונים אלה, מדענים קבעו בצורה מדויקת מאוד את קוטר כדור הארץ: 181,600 ק"מ - עם שגיאה של מעט פחות מ- 4300 ק"מ.

צ'אופס מזהה את עקומת האור הראשונה של כוכב לכת. © ESA

המדידות שנעשו על ידי CHEOPS התבררו כחמש פעמיםמדויק יותר ממדידות מכדור הארץ. וילי בנץ, החוקר הראשי של קונסורציום המיסיון ופרופסור לאסטרופיזיקה באוניברסיטת ברן, אמר: "זה נותן לנו מושג מה אנחנו יכולים להשיג עם CHEOPS בחודשים ובשנים הקרובות."

הגילוי הראשון של "צ'ופס"

CHEOPS עמד בציפיות של מדענים כבר לאחר מכןמספר חודשים. לאחרונה, תצפיות עם טלסקופ חלל זה חשפו פרטים על כוכב הלכת האקסו-פלנט WASP-189b, אחד מכוכבי הלכת הקיצוניים ביותר הידועים.

שמונה חודשים לאחר השקת החללטלסקופ CHEOPS הפיק את הפרסום המדעי הראשון באמצעות נתוני CHEOPS. תוך שימוש בנתוני CHEOPS, מדענים ערכו לאחרונה מחקר מפורט על כוכב הלכת WASP-189b. תוצאות המחקר התקבלו לפרסום בכתב העתאסטרונומיה & אסטרופיזיקה. "תצפיות אלו מוכיחות ש-CHEOPS עומדת במלואה בציפיות הגבוהות לביצועים שלה", אמר בנץ.

אחד מכוכבי הלכת הקיצוניים ביותר ביקום

WASP-189b, יעד תצפית CHEOPS, מתנותהוא כוכב לכת חיצוני המקיף את HD 133112, אחד הכוכבים החמים ביותר שהייתה להם מערכת פלנטרית. "מערכת WASP-189 נמצאת במרחק של 322 שנות אור בקבוצת הכוכבים מאזניים", מסבירה מוניקה לנדל, מחברת המחקר המובילה באוניברסיטת ז'נבה וחברה במרכז התחרות הלאומי PlanetS.

מדוע WASP-189b כל כך מעניין?

אובייקט WASP-189b מעניין במיוחד מכיוון שהואענקית גז שמקיפה קרוב מאוד לכוכב האם שלה. לוקח פחות משלושה ימים לטוס סביב הכוכב שלו, והוא קרוב פי 20 לכוכב מאשר כדור הארץ לשמש. כוכב הלכת גדול מפי 1.5 מגודל צדק, כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש.

עצמים פלנטריים כגון WASP-189b הם מאודאֶקזוֹטִי. יש להם צד קבוע של יום, המואר תמיד באור של כוכב, ובהתאם לכך, צד לילה קבוע. המשמעות היא שהאקלים בכוכב כזה שונה לחלוטין מהאקלים של ענקי הגזים - צדק ושבתאי - במערכת השמש שלנו. מדענים העריכו גם את הטמפרטורה של WASP-189b כ-3,200 מעלות צלזיוס. כוכבי לכת כאלה נקראים "צדקים חמים במיוחד". בטמפרטורה כה גבוהה, ברזל נמס ואף הופך לגזי.

"האובייקט הזה — אחד מכוכבי הלכת הקיצוניים ביותר שאנו מכירים", מדגיש לנדל.

גרפיקת מידע WASP 189. © ESA

אילו מדידות נלקחו כדי לחקור את כדור הארץ?

הבעיה היא שמדענים לא יכולים לראות את עצמהכוכב הלכת מכיוון שהוא רחוק מדי מכדור הארץ וקרוב מדי לכוכב האם שלו. כתוצאה מכך, אסטרונומים צריכים להסתמך על שיטות עקיפות.

לשם כך, CHEOPS משתמש בדיוק רבמדידות בהירות: כאשר כוכב לכת עובר מול הכוכב שלו, כלומר, הוא עובר מעבר, הכוכב נראה חלש יותר לזמן קצר. כמובן, כשמסתכלים מכדור הארץ.

התרשמות האמן מ-WASP-189  © ESA

מכיוון ש- WASP-189b exoplanet קרובלכוכב שלה והצד שלה בהיר כל כך עד שמדענים מדדו אפילו את האור ה"נעדר "כשכוכב הלכת עובר מאחורי הכוכב שלו - כלומר בזמן ליקוי חמה. צוות המחקר צפה בכמה מאליקויי WASP-189b אלה באמצעות CHEOPS. נראה שכוכב הלכת אינו משקף אור כוכבים רב. במקום זאת, רוב אור הכוכבים נקלט בכדור הארץ, מחמם אותו וגורם לו לזרוח.

עם זאת, מדענים מאמינים שכוכב הלכת אינו כזהמשקף מאוד מכיוון שאין עננים בצד היום שלו. וזה לא מפתיע - מודלים תיאורטיים קובעים כי עננים אינם יכולים להיווצר בטמפרטורות כה גבוהות.

בנוסף, מדענים גילו כי הקטעענקית הגז מול הכוכב שלה בצורה לא סימטרית. זה קורה כאשר לכוכב על פניו אזורים בהירים וכהים יותר. הודות לנתוני CHEOPS, מדענים יכולים להגיע למסקנה שהכוכב עצמו מסתובב ובמהירות כה רבה עד כי צורתו אליפסואדית למדי ולא כדורית. הכוכב נמתח ליד קו המשווה.

מה השורה התחתונה?

הכוכב שסביבו WASP-189b מסתובב,שונה מאוד מהשמש. הוא גדול משמעותית ויותר מ -2000 מעלות צלזיוס חם יותר. מכיוון שהוא כל כך חם, הכוכב נראה כחול במקום צהוב-לבן כמו השמש.

ידוע כי רק כוכבי לכת מעטים מקיפים אותםסביב כוכבים חמים כאלה, והמערכת הזו היא ללא ספק הבהירה ביותר. כתוצאה מכך, הוא משמש גם כמדריך למחקר נוסף. "אנו מצפים לתגליות אקזו-כוכביות מרגשות נוספות מתצפיות CHEOPS. המאמרים הבאים כבר בהכנה", מסכם החוקר הראשי של קונסורציום המשימה.

קרא גם

קרחון יום הדין התגלה כמסוכן יותר ממה שחשבו המדענים. אנחנו מספרים את העיקר

מחקר: חתולים יכולים לחקות בני אדם

ביום המחלה השלישי, רוב החולים ב- COVID-19 מאבדים את חוש הריח שלהם ולעיתים קרובות סובלים מנזלת