Misiunea CHEOPS
CHEOPS înseamnă CHcaracterizareaExOPlanetSsatelit (satelit de caracterizare a exoplanetelor)
Impresia artistului despre CHEOPS. Credit: © ESA / ATG medialab
Ce este metoda de tranzit Exoplanet?
Exoplanetele au fost descoperite pentru prima dată în 1995doi astronomi elvețieni, Michel Mayor și Didier Kelos, care au primit premiul Nobel anul trecut pentru această descoperire. Metoda de tranzit permite descoperirea și studiul exoplanetelor. Telescoapele măsoară strălucirea stelelor pentru a confirma prezența planetelor în jurul stelei. Faptul este că, cu fiecare trecere a planetei în fața stelei, se întunecă. Schimbările ciclice ale luminozității arată trecerea unei planete între Pământ și stea.
NASA are propriul său satelit, care a fost creatpentru detectarea exoplanetelor prin metoda tranzitului - TESS. Acesta este un telescop spațial conceput pentru descoperirea exoplanetelor prin metoda tranzitului, dezvoltată de Institutul de Tehnologie din Massachusetts ca parte a Programului de explorare minoră al NASA. Lansat pe 18 aprilie 2018. În august 2020, TESS și-a încheiat cu succes misiunea.
Misiunea CHEOPS de la ESA, la rândul său, esteprima misiune care studiază stelele strălucitoare din apropiere despre care se știe deja că găzduiesc exoplanete, cu scopul de a face observații de înaltă precizie ale dimensiunii planetei pe măsură ce aceasta trece prin fața stelei sale. CHEOPS se va concentra pe planete cu dimensiuni de la super-Pământ la Neptun, iar datele sale vor permite determinarea densității globale a planetelor. Acesta va fi primul pas către înțelegerea acestor lumi extraterestre.
Primii indicatori de misiune
După lansarea pe orbită, satelitul imediata primit observații promițătoare ale stelelor cunoscute cu exoplanete. Deja în ianuarie, CHEOPS a realizat primele imagini neclare în mod deliberat ale stelelor. Defocalizarea deliberată se află în centrul strategiei de observare a misiunii, care îmbunătățește precizia măsurării prin distribuirea luminii de la stele îndepărtate pe mai mulți pixeli ai detectorului său.
Precizia este cheia cercetării de astăziexoplanete. Peste 4.000 de planete descoperite sunt cunoscute pentru a orbita alte stele decât Soarele. O continuare cheie a studiului acestor lumi este determinarea caracteristicilor planetelor, indicând restricțiile privind structura, formarea și evoluția lor.
Misiunea lui Keops este tocmai de a determinacaracteristicile exoplanetelor prin măsurarea exactă a dimensiunii acestora. Cu toate acestea, înainte de a-și anunța disponibilitatea pentru această misiune, un mic satelit cu o dimensiune de 1,5 metri a trebuit să treacă printr-un număr mare de teste.
Teste importante „Cheops”
Cu prima serie de teste de zbor efectuate înDin ianuarie până în februarie, experții misiunii au început să analizeze răspunsul satelitului, în special al telescopului și al detectorului, în condiții reale de spațiu. Începând din martie, CHEOPS s-a concentrat pe stele bine studiate.
Pentru a măsura cât de bine funcționează CHEOPS,Mai întâi a trebuit să observăm stele ale căror proprietăți erau binecunoscute, stele cu „comportament bun” selectate manual, trebuiau să fie stabile și fără semne de activitate.
Keith Isaac, om de știință al proiectului Cheops la ESA
Această abordare a permis echipelor ESA, consorțiuluimisiunii și Airbus Spania - contractorul general - să se asigure că satelitul este la fel de precis și stabil pe cât este necesar pentru a-și atinge obiectivele ambițioase.
În termen de două săptămâni de la lansarea pe orbităCHEOPS a observat două stele exoplanete în timp ce „treceau” în fața stelei gazdă și blocau o parte din lumina stelelor. Misiunea a fost creată pentru a observa tranzitele exoplanetelor cunoscute - pentru a măsura dimensiunea planetelor cu o precizie fără precedent, precum și pentru a determina densitatea acestora prin combinarea acestor rezultate cu măsurători independente ale maselor lor.
Una dintre ținte a fost HD 93396, un subgigantsteaua galbenă, situată la 320 de ani lumină distanță, este puțin mai rece și de trei ori mai mare decât Soarele nostru. Punctul central al observațiilor a fost KELT-11b, o planetă cu gaz plin cu aproximativ 30% mai mare decât Jupiter pe orbită mult mai aproape de stea decât Mercur de Soare.
© ESA
Curba de lumină a acestei stele arată clarscufundarea cauzată de trecerea de opt ore a KELT-11b. Pe baza acestor date, oamenii de știință au determinat foarte exact diametrul planetei: 181.600 km - cu o eroare puțin mai mică de 4300 km.
Cheops recunoaște prima curbă de lumină a unei exoplanete. © ESA
Măsurătorile luate de CHEOPS s-au dovedit a fi de cinci orimai precise decât măsurătorile de pe Pământ. Willie Benz, investigator principal al consorțiului misiunii și profesor de astrofizică la Universitatea din Berna, a declarat: „Acest lucru ne oferă o idee despre ceea ce putem realiza cu CHEOPS în următoarele luni și ani”.
Prima descoperire a „Cheops”
CHEOPS a îndeplinit așteptările oamenilor de știință deja dupăcâteva luni. Recent, observațiile cu acest telescop spațial au scos la iveală detalii despre exoplaneta WASP-189b, una dintre cele mai extreme planete cunoscute.
La opt luni de la lansarea spațiuluiTelescopul CHEOPS a produs prima publicație științifică folosind datele CHEOPS. Folosind datele CHEOPS, oamenii de știință au efectuat recent un studiu detaliat al exoplanetei WASP-189b. Rezultatele cercetării au fost acceptate pentru publicare în jurnalAstronomie & Astrofizică. „Aceste observații demonstrează că CHEOPS se ridică pe deplin la nivelul așteptărilor sale de înaltă performanță”, a spus Benz.
Una dintre cele mai extreme planete din univers
WASP-189b, CHEOPS Observation Target, prezintăeste o exoplanetă care orbitează HD 133112, una dintre cele mai fierbinți stele care au avut vreodată un sistem planetar. „Sistemul WASP-189 este la 322 de ani lumină distanță în constelația Balanță”, explică Monica Lendl, autorul principal al studiului la Universitatea din Geneva și membru al Centrului Național de Competență PlanetS.
De ce este WASP-189b atât de interesant?
Obiectul WASP-189b este deosebit de interesant pentru căun gigant gazos care orbitează foarte aproape de steaua sa mamă. Este nevoie de mai puțin de trei zile pentru a zbura în jurul stelei sale și este de 20 de ori mai aproape de stea decât Pământul de Soare. Planeta este de peste 1,5 ori mai mare decât Jupiter, cea mai mare planetă din sistemul solar.
Obiectele planetare precum WASP-189b sunt foarteexotic. Au o latură constantă de zi, care este întotdeauna iluminată de lumina unei stele și, în consecință, o parte constantă de noapte. Aceasta înseamnă că clima de pe o astfel de planetă este complet diferită de clima giganților gazosi - Jupiter și Saturn - din sistemul nostru solar. Oamenii de știință au estimat, de asemenea, că temperatura lui WASP-189b este de 3.200 de grade Celsius. Astfel de planete sunt numite „Jupiteri super fierbinți”. La o temperatură atât de ridicată, fierul se topește și chiar devine gazos.
„Acest obiect — una dintre cele mai extreme planete pe care le cunoaștem”, subliniază Lendl.
WASP 189 Informații grafice. © ESA
Ce măsurători au fost luate pentru a studia planeta?
Problema este că oamenii de știință nu se pot vedea pe sineplanetă pentru că este prea departe de Pământ și prea aproape de steaua ei mamă. În consecință, astronomii trebuie să se bazeze pe metode indirecte.
Pentru aceasta, CHEOPS folosește precizie ridicatămăsurători de luminozitate: atunci când o planetă trece în fața stelei sale, adică face un tranzit, steaua pare mai slabă pentru o perioadă scurtă de timp. Desigur, când este privit de pe Pământ.
Impresia artistului despre WASP-189 © ESA
Din moment ce exoplaneta WASP-189b este aproapefață de steaua și partea sa din timpul zilei este atât de strălucitoare încât oamenii de știință au măsurat chiar și lumina „absentă” atunci când planeta trece în spatele stelei sale - adică în timpul unei eclipse. Echipa de cercetare a observat mai multe dintre aceste eclipse WASP-189b folosind CHEOPS. Planeta nu pare să reflecte prea multă lumină stelară. În schimb, cea mai mare parte a luminii stelelor este absorbită de planetă, încălzind-o și făcând-o să strălucească.
Cu toate acestea, oamenii de știință cred că planeta nu estefoarte reflectiv, deoarece nu există nori pe partea sa de zi. Și acest lucru nu este surprinzător - modelele teoretice afirmă că norii nu se pot forma la temperaturi atât de ridicate.
În plus, oamenii de știință au descoperit că pasajulgigant gazos în fața stelei sale asimetric. Acest lucru se întâmplă atunci când o stea are zone mai luminoase și mai întunecate pe suprafața sa. Datorită datelor CHEOPS, oamenii de știință pot concluziona că steaua însăși se rotește atât de repede încât forma sa este mai degrabă elipsoidă decât sferică. Steaua este întinsă la ecuator.
Care este linia de jos?
Steaua în jurul căreia se învârte WASP-189b,foarte diferit de soare. Este considerabil mai mare și cu peste 2000 de grade Celsius mai fierbinte. Deoarece este atât de cald, steaua apare albastră în loc de galben-alb ca soarele.
Se știe că doar câteva planete orbiteazăîn jurul unor astfel de stele fierbinți, iar acest sistem este de departe cel mai strălucitor. Drept urmare, servește și ca ghid pentru cercetări ulterioare. „Ne așteptăm la noi descoperiri interesante de exoplanete din observațiile CHEOPS. Următoarele articole sunt deja în pregătire”, conchide cercetătorul-șef al consorțiului misiunii.
Citește și
Ghețarul Doomsday s-a dovedit a fi mai periculos decât credeau oamenii de știință. Spunem principalul lucru
Studiu: pisicile pot imita oamenii
În ziua a 3-a de boală, majoritatea pacienților cu COVID-19 își pierd simțul mirosului și suferă adesea de un nas curgător