CHEOPS misija
CHEOPS nozīmē CHraksturojošsExOPlanetSatelīts (eksoplanetu raksturošanas satelīts)
Mākslinieka iespaids par CHEOPS. Kredīts: © ESA / ATG medialab
Kas ir Exoplanet tranzīta metode?
Eksoplanētas pirmo reizi tika atklātas 1995. gadādivi Šveices astronomi, Mišels mērs un Didjē Keloss, kuriem par šo atklājumu pērn tika piešķirta Nobela prēmija. Tranzīta metode ļauj atklāt un izpētīt eksoplanētas. Teleskopi mēra zvaigžņu starojumu, lai apstiprinātu planētu klātbūtni ap zvaigzni. Fakts ir tāds, ka ar katru planētas pāreju zvaigznes priekšā notiek tās aptumšošana. Cikliskās spilgtuma izmaiņas parāda planētas pāreju starp Zemi un zvaigzni.
NASA ir savs satelīts, kas tika izveidotseksoplanetu noteikšanai, izmantojot tranzīta metodi - TESS. Šis ir kosmosa teleskops, kas paredzēts eksoplanetu atklāšanai ar tranzīta metodi, ko izstrādājis Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts NASA Mazās izpētes programmas ietvaros. Palaists 2018. gada 18. aprīlī. 2020. gada augustā TESS veiksmīgi pabeidza savu misiju.
Savukārt ESA CHEOPS misija irpirmā misija, lai pētītu spilgtas tuvumā esošās zvaigznes, par kurām jau zināms, ka tās mitina eksoplanetas, lai veiktu augstas precizitātes novērojumus par planētas izmēru, kad tā iet garām zvaigznei. CHEOPS koncentrēsies uz planētām, kuru izmērs ir no superZemēm līdz Neptūnam, un tā dati ļaus noteikt planētu blīvumu. Tas būs pirmais solis ceļā uz šo svešo pasauļu izpratni.
Pirmie misijas rādītāji
Pēc palaišanas orbītā satelīts nekavējotiessaņēma daudzsološus zināmu zvaigžņu novērojumus ar eksoplanētām. Jau janvārī CHEOPS izgatavoja pirmos apzināti izplūdušos zvaigžņu attēlus. Apzināta defokusēšana ir misijas novērošanas stratēģijas pamatā, kas uzlabo mērījumu precizitāti, sadalot tālu zvaigžņu gaismu daudzos detektora pikseļos.
Precizitāte ir mūsdienu pētījumu atslēgaeksoplanētas. Ir zināms, ka ap zvaigznēm, kas nav Saule, riņķo vairāk nekā 4000 atklāto planētu. Galvenais šo pasaulju izpētes turpinājums ir noteikt planētu īpašības, norādot to struktūras, veidošanās un evolūcijas ierobežojumus.
Heopsa misija ir precīzi noteikteksoplanētu īpašības, precīzi izmērot to lielumu. Tomēr, pirms paziņot par gatavību šai misijai, nelielam 1,5 metru lielam pavadonim bija jāveic liels skaits testu.
Svarīgi testi "Cheops"
Ar pirmo lidojumu testu sēriju, kas veiktaNo janvāra līdz februārim misijas eksperti sāka analizēt satelīta, jo īpaši teleskopa un detektora, reakciju reālos kosmosa apstākļos. Sākot ar martu, CHEOPS ir koncentrējies uz labi pētītām zvaigznēm.
Lai noteiktu, cik labi CHEOPS darbojas,Vispirms mums vajadzēja novērot zvaigznes, kuru īpašības bija labi zināmas, zvaigznes ar labu uzvedību izvēlētas ar roku, tām bija jābūt stabilām un bez darbības pazīmēm.
Kīts Īzaks, EKA Cheops projekta zinātnieks
Šī pieeja ļāva ESA, konsorcija komandāmmisija un Airbus Spain - ģenerāluzņēmējs - lai nodrošinātu, ka satelīts ir tik precīzs un stabils, cik nepieciešams tā vērienīgo mērķu sasniegšanai.
Divu nedēļu laikā pēc palaišanas orbītāCHEOPS novēroja divas eksoplanētas zvaigznes, kad tās “pagāja garām” savas saimniekzvaigznes priekšā un bloķēja daļu zvaigznes. Misija tika izveidota, lai novērotu zināmo eksoplanētu tranzītus - ar bezprecedenta precizitāti mērītu planētu lielumu, kā arī noteiktu to blīvumu, apvienojot šos rezultātus ar neatkarīgiem to masu mērījumiem.
Viens no mērķiem bija HD 93396, subgigantsdzeltenā zvaigzne, kas atrodas 320 gaismas gadu attālumā, ir nedaudz vēsāka un trīs reizes lielāka par mūsu Sauli. Novērojumu uzmanības centrā bija KELT-11b, briestoša gāzes planēta, kuras orbītā ir aptuveni par 30% lielāka nekā Jupiters, kas atrodas daudz tuvāk zvaigznei nekā Merkurs ir Saulei.
© ESA
Šīs zvaigznes gaismas līkne parāda skaidrukritums, ko izraisīja KELT-11b astoņu stundu caurbraukšana. Balstoties uz šiem datiem, zinātnieki ļoti precīzi noteica planētas diametru: 181600 km - ar kļūdu nedaudz mazāku par 4300 km.
Cheops atpazīst pirmo eksoplanetas gaismas līkni. © ESA
CHEOPS veiktie mērījumi izrādījās piecas reizesprecīzāki nekā mērījumi no Zemes. Misijas konsorcija galvenais pētnieks un Bernes universitātes astrofizikas profesors Vilijs Benzs sacīja: "Tas dod mums priekšstatu par to, ko nākamajos mēnešos un gados varam sasniegt ar CHEOPS."
Pirmais "Heopsa" atklājums
CHEOPS attaisnoja zinātnieku cerības jau pēc tamdažus mēnešus. Nesen novērojumi ar šo kosmosa teleskopu atklāja detaļas par eksoplanetu WASP-189b, kas ir viena no ekstrēmākajām zināmajām planētām.
Astoņus mēnešus pēc kosmosa palaišanasCHEOPS teleskops sagatavoja pirmo zinātnisko publikāciju, izmantojot CHEOPS datus. Izmantojot CHEOPS datus, zinātnieki nesen veica detalizētu eksoplanetas WASP-189b pētījumu. Pētījuma rezultāti pieņemti publicēšanai žurnālāAstronomija un amp; Astrofizika. "Šie novērojumi parāda, ka CHEOPS pilnībā attaisno savas augstās veiktspējas cerības," sacīja Bens.
Viena no Visuma ekstrēmākajām planētām
WASP-189b, CHEOPS novērošanas mērķis, dāvanasir eksoplanēta, kas riņķo ap HD 133112, viena no karstākajām zvaigznēm, kurai jebkad ir bijusi planētu sistēma. "Svaru zvaigznājā WASP-189 sistēma atrodas 322 gaismas gadu attālumā," skaidro Ženēvas universitātes vadošā pētījuma autore un Nacionālā kompetences centra PlanetS locekle Monika Lendla.
Kāpēc WASP-189b ir tik interesants?
Objekts WASP-189b ir īpaši interesants, jo tasgāzes gigants, kas riņķo ļoti tuvu vecāku zvaigznei. Lai lidotu ap savu zvaigzni, vajag mazāk nekā trīs dienas, un tā ir 20 reizes tuvāk zvaigznei nekā Zeme Saulei. Planēta ir vairāk nekā 1,5 reizes lielāka par Jupitera lielāko planētu Saules sistēmā.
Planētu objekti, piemēram, WASP-189b, ir ļotieksotisks. Viņiem ir nemainīga dienas puse, ko vienmēr apgaismo zvaigznes gaisma, un attiecīgi nemainīga nakts puse. Tas nozīmē, ka klimats uz šādas planētas pilnīgi atšķiras no mūsu Saules sistēmas gāzes gigantu – Jupitera un Saturna – klimata. Zinātnieki arī lēsa, ka WASP-189b temperatūra ir 3200 grādi pēc Celsija. Šādas planētas sauc par "superkarstiem Jupiteriem". Tik augstā temperatūrā dzelzs kūst un pat kļūst gāzveida.
“Šis objekts — viena no ekstrēmākajām planētām, ko mēs zinām,” uzsver Lendls.
WASP 189 Informācijas grafika. © ESA
Kādi mērījumi tika veikti, lai izpētītu planētu?
Problēma ir tā, ka zinātnieki nevar sevi redzētplanētu, jo tā ir pārāk tālu no Zemes un pārāk tuvu tās vecāku zvaigznei. Rezultātā astronomiem ir jāpaļaujas uz netiešām metodēm.
Šim nolūkam CHEOPS izmanto augstu precizitātispilgtuma mērījumi: kad planēta iet garām savas zvaigznes priekšā, tas ir, tā veic tranzītu, zvaigzne uz īsu brīdi šķiet vājāka. Protams, skatoties no Zemes.
Mākslinieka iespaids par WASP-189 © ESA
Tā kā eksoplanēta WASP-189b ir tuvulīdz tās zvaigznei un dienas puse ir tik spilgta, ka zinātnieki ir izmērījuši pat "prombūtnes" gaismu, kad planēta iet aiz savas zvaigznes - tas ir, aptumsuma laikā. Pētnieku grupa, izmantojot CHEOPS, novēroja vairākus no šiem WASP-189b aptumsumiem. Šķiet, ka planēta neatspoguļo daudz zvaigžņu gaismas. Tā vietā planēta absorbē lielāko daļu zvaigznes, sildot to un liekot tai spīdēt.
Tomēr zinātnieki uzskata, ka planēta navļoti atstarojošs, jo dienas laikā nav mākoņu. Un tas nav pārsteidzoši - teorētiskie modeļi apgalvo, ka mākoņi nevar veidoties tik augstā temperatūrā.
Turklāt zinātnieki ir atklājuši, ka pārejaasimetriski gāzes gigants savas zvaigznes priekšā. Tas notiek, ja zvaigznes virsmai ir gaišāki un tumšāki laukumi. Pateicoties CHEOPS datiem, zinātnieki var secināt, ka pati zvaigzne rotē tik ātri, ka tās forma ir drīzāk elipsoidāla, nevis sfēriska. Zvaigzne ir izstiepta pie ekvatora.
Kāda ir apakšējā līnija?
Zvaigzne, ap kuru griežas WASP-189b,ļoti atšķiras no saules. Tas ir ievērojami lielāks un karstāks par vairāk nekā 2000 grādiem pēc Celsija. Tā kā tas ir tik karsts, zvaigzne izskatās zila, nevis dzelteni balta, piemēram, saule.
Ir zināms, ka tikai dažas planētas riņķoap tik karstām zvaigznēm, un šī sistēma ir līdz šim spožākā. Rezultātā tas kalpo arī kā ceļvedis turpmākiem pētījumiem. "Mēs sagaidām turpmākus aizraujošus eksoplanetu atklājumus no CHEOPS novērojumiem. Nākamie raksti jau ir sagatavošanā,” secina misijas konsorcija galvenais pētnieks.
Lasīt arī
Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno
Pētījums: kaķi var atdarināt cilvēku
Slimības 3. dienā lielākajai daļai COVID-19 pacientu zūd oža un bieži cieš no iesnas