CHEOPS misija
CHEOPS reiškia CHcharakterizuojantysExOPlanetSpalydovas (egzoplanetos apibūdinimo palydovas)
Atlikėjo įspūdis apie CHEOPS. Kreditas: © ESA / ATG medialab
Kas yra „Exoplanet“ tranzito metodas?
Pirmą kartą egzoplanetos buvo atrastos 1995 mdu Šveicarijos astronomai - Michelis Mayor ir Didieras Kelosas, kuriems už šį atradimą praėjusiais metais buvo suteikta Nobelio premija. Tranzito metodas leidžia atrasti ir ištirti egzoplanetas. Teleskopai matuoja žvaigždžių spinduliavimą, kad patvirtintų planetų buvimą aplink žvaigždę. Faktas yra tas, kad kiekvienam planetos praėjimui priešais žvaigždę įvyksta jos tamsėjimas. Cikliniai ryškumo pokyčiai rodo planetos prasiskverbimą tarp Žemės ir žvaigždės.
NASA turi savo palydovą, kuris buvo sukurtasegzoplanetų aptikimui naudojant tranzito metodą – TESS. Tai kosminis teleskopas, skirtas egzoplanetoms aptikti tranzito metodu, sukurtas Masačusetso technologijos instituto kaip NASA mažųjų tyrinėjimų programos dalis. Pradėtas naudoti 2018 m. balandžio 18 d. 2020 m. rugpjūčio mėn. TESS sėkmingai baigė savo misiją.
Savo ruožtu ESA CHEOPS misija yraPirmoji misija tirti ryškias netoliese esančias žvaigždes, kurios jau žinomos kaip egzoplanetų šeimininkai, siekiant labai tiksliai stebėti planetos dydį, kai ji praeina priešais savo žvaigždę. CHEOPS daugiausia dėmesio skirs planetoms, kurių dydis svyruoja nuo superžemių iki Neptūno, o jo duomenys leis nustatyti tūrinį planetų tankį. Tai bus pirmasis žingsnis siekiant suprasti šiuos svetimus pasaulius.
Pirmosios misijos rodikliai
Paleidęs į orbitą, palydovas nedelsdamassulaukė daug žadančių žinomų žvaigždžių su egzoplanetomis stebėjimų. Jau sausio mėnesį CHEOPS padarė pirmuosius sąmoningai neryškius žvaigždžių vaizdus. Sąmoningas fokusavimas yra misijos stebėjimo strategijos pagrindas, kuris pagerina matavimo tikslumą, paskirstydamas tolimų žvaigždžių šviesą keliuose detektoriaus taškuose.
Tikslumas yra raktas į šiandieninius tyrimusegzoplanetos. Yra žinoma, kad daugiau nei 4000 atrastų planetų skrieja aplink kitas nei Saulės žvaigždes. Pagrindinis šių pasaulių tyrimo tęsinys yra nustatyti planetų savybes, nurodant jų struktūros, formavimosi ir evoliucijos apribojimus.
Cheopso misija yra būtent nustatytiegzoplanetų charakteristikas tiksliai matuojant jų dydį. Tačiau prieš paskelbdamas apie pasirengimą šiai misijai, mažas 1,5 metro dydžio palydovas turėjo patirti daugybę bandymų.
Svarbūs testai „Cheops“
Su pirmąja skrydžio bandymų serija, atlikta 2008 mNuo sausio iki vasario misijos ekspertai pradėjo analizuoti palydovo, ypač teleskopo ir detektoriaus, atsaką realiomis kosmoso sąlygomis. Nuo kovo mėnesio CHEOPS daugiausia dėmesio skyrė gerai ištirtoms žvaigždėms.
Norėdami įvertinti, kaip gerai veikia CHEOPS,Pirmiausia turėjome stebėti žvaigždes, kurių savybės buvo gerai žinomos, žvaigždes su „gero elgesio“ parinktos ranka, jos turėjo būti stabilios ir be aktyvumo požymių.
Keithas Isaacas, ESA Cheopso projekto mokslininkas
Šis požiūris leido ESA, konsorciumo, komandomsmisija ir „Airbus Spain“ - generalinis rangovas - užtikrinti, kad palydovas būtų tiek tikslus ir stabilus, kiek reikia ambicingiems tikslams pasiekti.
Per dvi savaites nuo paleidimo į orbitąCHEOPS stebėjo dvi egzoplaneto žvaigždes, kai jos „praėjo“ priešais savo šeimininkės žvaigždę ir užblokavo dalį žvaigždės šviesos. Misija buvo sukurta stebėti žinomų egzoplanetų tranzitus - precedento neturinčiu tikslumu išmatuoti planetų dydį, taip pat nustatyti jų tankį, derinant šiuos rezultatus su nepriklausomais jų masių matavimais.
Vienas iš taikinių buvo subgigantas HD 93396Geltona žvaigždė, esanti už 320 šviesmečių, yra šiek tiek šaltesnė ir tris kartus didesnė už mūsų Saulę. Stebėjimų centre buvo KELT-11b - putli dujų planeta, maždaug 30% didesnė už Jupiterį, esanti orbitoje, daug arčiau žvaigždės nei Merkurijus yra Saulei.
© ESA
Šios žvaigždės šviesos kreivė rodo aiškųkritimas, kurį sukėlė aštuonių valandų KELT-11b pravažiavimas. Remdamiesi šiais duomenimis, mokslininkai labai tiksliai nustatė planetos skersmenį: 181 600 km - su paklaida šiek tiek mažiau nei 4300 km.
Cheopsas atpažįsta pirmąją egzoplanetos šviesos kreivę. © ESA
CHEOPS atlikti matavimai pasirodė penkis kartustikslesni nei matavimai iš Žemės. Willie Benzas, pagrindinis misijos konsorciumo tyrėjas ir Berno universiteto astrofizikos profesorius, sakė: "Tai leidžia mums suprasti, ką galime pasiekti naudodamiesi CHEOPS ateinančiais mėnesiais ir metais".
Pirmasis „Cheops“ atradimas
CHEOPS pateisino mokslininkų lūkesčius jau po tokeletas mėnesių. Neseniai stebėjimai su šiuo kosminiu teleskopu atskleidė egzoplanetos WASP-189b, vienos ekstremaliausių žinomų planetų, detales.
Praėjus aštuoniems mėnesiams po erdvės paleidimoCHEOPS teleskopas sukūrė pirmąją mokslinę publikaciją, naudodamas CHEOPS duomenis. Naudodami CHEOPS duomenis, mokslininkai neseniai atliko išsamų egzoplanetos WASP-189b tyrimą. Tyrimo rezultatai priimti publikuoti žurnaleAstronomija ir amp; Astrofizika. „Šie stebėjimai rodo, kad CHEOPS visiškai pateisina savo didelio našumo lūkesčius“, – sakė Benzas.
Viena ekstremaliausių planetų visatoje
WASP-189b, CHEOPS stebėjimo tikslas, pristatoyra eksoplaneta, skriejanti aplink HD 133112, viena iš karščiausių žvaigždžių, kada nors turėjusių planetų sistemą. "WASP-189 sistema yra 322 šviesmečių atstumu nuo Svarstyklių žvaigždyno", - paaiškina tyrimo vadovė Ženevos universitete ir Nacionalinio „PlanetS“ kompetencijos centro narė Monica Lendl.
Kodėl WASP-189b toks įdomus?
Objektas WASP-189b yra ypač įdomus, nes jisdujų milžinė, skriejanti labai arti savo motinos žvaigždės. Aplink savo žvaigždę skristi užtrunka mažiau nei tris dienas ir ji yra 20 kartų arčiau žvaigždės nei Žemė prie Saulės. Planeta yra daugiau nei 1,5 karto didesnė už Jupiterį, didžiausią Saulės sistemos planetą.
Tokie planetiniai objektai kaip WASP-189b yra labaiegzotiškas. Jie turi pastovią dienos pusę, kurią visada apšviečia žvaigždės šviesa, ir atitinkamai nuolatinę nakties pusę. Tai reiškia, kad klimatas tokioje planetoje visiškai skiriasi nuo mūsų Saulės sistemos dujų milžinų – Jupiterio ir Saturno – klimato. Mokslininkai taip pat apskaičiavo, kad WASP-189b temperatūra yra 3200 laipsnių Celsijaus. Tokios planetos vadinamos „super karštais Jupiteriais“. Esant tokiai aukštai temperatūrai, geležis išsilydo ir netgi tampa dujinė.
„Šis objektas — viena ekstremaliausių mums žinomų planetų“, – pabrėžia Lendlas.
WASP 189 informacinė grafika. © ESA
Kokie matavimai buvo atlikti norint ištirti planetą?
Проблема в том, что ученые не могут видеть саму planeta, nes yra per toli nuo Žemės ir per arti savo motinos žvaigždės. Dėl to astronomai turi pasikliauti netiesioginiais metodais.
Norėdami tai padaryti, CHEOPS naudoja didelį tikslumąryškumo matavimai: kai planeta praeina priešais savo žvaigždę, tai yra, ji vykdo tranzitą, žvaigždė trumpam pasirodo silpnesnė. Žinoma, žiūrint iš Žemės.
Menininko įspūdis apie WASP-189 © ESA
Kadangi egzoplaneta WASP-189b yra artijos žvaigždė ir dienos pusė yra tokia ryški, kad mokslininkai išmatavo net „nebuvusią“ šviesą, kai planeta praeina už savo žvaigždės - tai yra užtemimo metu. Tyrėjų grupė stebėjo kelis iš šių WASP-189b užtemimų, naudodama CHEOPS. Atrodo, kad planeta neatspindi daug žvaigždžių šviesos. Užtat didžiąją dalį žvaigždės šviesos sugeria planeta, kaitindama ir spindėdama.
Tačiau mokslininkai mano, kad planeta nėralabai atspindintis, nes dienos metu debesų nėra. Ir tai nenuostabu - teoriniai modeliai teigia, kad esant tokiai aukštai temperatūrai debesys negali susidaryti.
Be to, mokslininkai nustatė, kad ištraukaasimetriškai priešais savo žvaigždę dujų milžinas. Tai atsitinka, kai žvaigždės paviršiuje yra šviesesnių ir tamsesnių sričių. Dėl CHEOPS duomenų mokslininkai gali padaryti išvadą, kad pati žvaigždė sukasi taip greitai, kad jos forma yra gana elipsoidinė, o ne sferinė. Žvaigždė ištiesiama ties pusiauju.
Kokia esmė?
Žvaigždė, aplink kurią sukasi WASP-189b,labai skiriasi nuo saulės. Ji yra žymiai didesnė ir daugiau nei 2000 laipsnių šilumos. Kadangi taip karšta, žvaigždė atrodo mėlyna, o ne geltonai balta, kaip saulė.
Yra žinoma, kad tik kelios planetos skrieja orbitojeaplink tokias karštas žvaigždes, ir ši sistema yra pati ryškiausia. Todėl jis taip pat yra tolesnių tyrimų vadovas. „Tikimės tolesnių įdomių egzoplanetų atradimų iš CHEOPS stebėjimų. Šie straipsniai jau rengiami“, – apibendrina misijos konsorciumo vyriausioji tyrėja.
Taip pat skaitykite
Doomsday ledynas pasirodė pavojingesnis, nei manė mokslininkai. Mes pasakome pagrindinį dalyką
Tyrimas: katės gali mėgdžioti žmones
3 ligos dieną dauguma COVID-19 pacientų praranda kvapo pojūtį ir dažnai kenčia nuo slogos