CHEOPSova misia
CHEOPS znamená CHcharakterizujúceExOPlanetSsatelit (satelit na charakterizáciu exoplanét)
Umelecký dojem z CHEOPS. Kredit: © ESA / ATG medialab
Čo je to tranzitná metóda na štúdium exoplanét?
Exoplanéty boli prvýkrát objavené v roku 1995dvaja švajčiarski astronómovia, Michel Mayor a Didier Kelos, ktorí boli minulý rok za tento objav ocenení Nobelovou cenou. Tranzitná metóda umožňuje objav a štúdium exoplanét. Teleskopy merajú žiarivosť hviezd, aby potvrdili prítomnosť planét okolo hviezdy. Faktom je, že pri každom prechode planéty pred hviezdou dochádza k jej stmavnutiu. Cyklické zmeny jasu ukazujú prechod planéty medzi Zemou a hviezdou.
NASA má svoj vlastný satelit, ktorý bol vytvorenýna detekciu exoplanét pomocou tranzitnej metódy - TESS. Ide o vesmírny teleskop určený na objavovanie exoplanét tranzitnou metódou, ktorý vyvinul Massachusetts Institute of Technology v rámci programu Minor Exploration Program NASA. Spustený 18. apríla 2018. V auguste 2020 TESS úspešne dokončil svoju misiu.
Misia CHEOPS od ESA je zasprvá misia na štúdium jasných blízkych hviezd, o ktorých je už známe, že sú hostiteľmi exoplanét, s cieľom vykonávať vysoko presné pozorovania veľkosti planéty, keď prechádza popred svoju hviezdu. CHEOPS sa zameria na planéty s veľkosťou od superzemí po Neptún a jej údaje umožnia určiť objemovú hustotu planét. Toto bude prvý krok k pochopeniu týchto cudzích svetov.
Indikátory prvej misie
Po vynesení na obežnú dráhu satelit okamžitedostali sľubné pozorovania známych hviezd s exoplanétami. Už v januári urobili CHEOPS prvé zámerne rozmazané obrázky hviezd. Úmyselné rozostrenie je jadrom stratégie pozorovania misie, ktorá zlepšuje presnosť merania distribúciou svetla zo vzdialených hviezd cez viac pixelov jeho detektora.
Presnosť je kľúčom dnešného výskumuexoplanét. Na obežnej dráhe hviezdy okrem Slnka je známych viac ako 4 000 objavených planét. Kľúčovým pokračovaním štúdia týchto svetov je určenie charakteristík planét s uvedením obmedzení ich štruktúry, formovania a vývoja.
Poslaním Cheopsa je presne určiťcharakteristiky exoplanét presným meraním ich veľkosti. Predtým, ako malý satelit s veľkosťou 1,5 metra oznámil svoju pripravenosť na túto misiu, musel prejsť veľkým počtom testov.
Dôležité testy „Cheops“
S prvou sériou letových skúšok vykonaných vOd januára do februára začali experti misie analyzovať reakciu satelitu, najmä ďalekohľadu a detektora, v skutočných vesmírnych podmienkach. Od marca sa CHEOPS zameriava na dobre preštudované hviezdy.
Ak chcete zmerať, ako dobre funguje CHEOPS,Najprv sme potrebovali pozorovať hviezdy, ktorých vlastnosti boli dobre známe, hviezdy s „dobrým správaním“ vyberané ručne, museli byť stabilné a bez známok aktivity.
Keith Isaac, vedec projektu Cheops v ESA
Tento prístup umožnil tímom ESA, konzorciamisiu a spoločnosť Airbus Spain - generálny dodávateľ - zaistiť, aby bol satelit taký presný a stabilný, ako je potrebné na dosiahnutie jeho ambicióznych cieľov.
Do dvoch týždňov od štartu na obežnú dráhuCHEOPS pozoroval dve hviezdy exoplanéty, ako „prechádzajú“ pred svoju hostiteľskú hviezdu a blokujú časť hviezdneho svetla. Misia bola vytvorená na pozorovanie tranzitov známych exoplanét - na meranie veľkosti planét s nevídanou presnosťou, ako aj na určenie ich hustoty kombináciou týchto výsledkov s nezávislými meraniami ich hmotností.
Jedným z cieľov bol HD 93396, pod obrŽltá hviezda vzdialená 320 svetelných rokov je o niečo chladnejšia a trikrát väčšia ako naše Slnko. Stredobodom pozorovania bola KELT-11b, kyprá plynná planéta asi o 30% väčšia ako Jupiter, na obežnej dráhe oveľa bližšie k hviezde, ako je Merkúr k Slnku.
© ESA
Svetelná krivka tejto hviezdy ukazuje jasnoponor spôsobený osemhodinovým prechodom KELT-11b. Na základe týchto údajov vedci veľmi presne určili priemer planéty: 181 600 km - s chybou o niečo menšou ako 4300 km.
Cheops rozoznáva prvú svetelnú krivku exoplanéty. © ESA
Merania, ktoré vykonal CHEOPS, sa ukázali byť päťkrátpresnejšie ako merania zo Zeme. Willie Benz, hlavný riešiteľ konzorcia misií a profesor astrofyziky na univerzite v Berne, povedal: „Toto nám dáva predstavu o tom, čo môžeme v rámci CHEOPS v nasledujúcich mesiacoch a rokoch dosiahnuť.“
Prvý objav „Cheops“
CHEOPS splnil očakávania vedcov už poniekoľko mesiacov. Nedávno pozorovania pomocou tohto vesmírneho teleskopu odhalili podrobnosti o exoplanéte WASP-189b, jednej z najextrémnejších známych planét.
Osem mesiacov po spustení vesmíruĎalekohľad CHEOPS vytvoril prvú vedeckú publikáciu s použitím údajov CHEOPS. S využitím údajov CHEOPS vedci nedávno vykonali podrobnú štúdiu exoplanéty WASP-189b. Výsledky výskumu boli prijaté na publikovanie v časopiseAstronómia & astrofyzika. "Tieto pozorovania dokazujú, že CHEOPS plne spĺňa svoje vysoké výkonové očakávania," povedal Benz.
Jedna z najextrémnejších planét vo vesmíre
WASP-189b, CHEOPS Observation Target, predstavujeje exoplanéta obiehajúca HD 133112, jedna z najhorúcejších hviezd, aké kedy mali planetárny systém. "Systém WASP-189 je vzdialený 322 svetelných rokov v súhvezdí Váh," vysvetľuje Monica Lendl, vedúca autorka štúdie na Ženevskej univerzite a členka národného kompetenčného centra PlanetS.
Prečo je WASP-189b taký zaujímavý?
Objekt WASP-189b je obzvlášť zaujímavý, pretožeplynný obr, ktorý obieha veľmi blízko svojej materskej hviezdy. Let okolo jej hviezdy trvá menej ako tri dni a je k nej 20 -krát bližšie ako Zem k Slnku. Planéta je viac ako 1,5 -krát väčšia ako Jupiter, najväčšia planéta slnečnej sústavy.
Planetárne objekty ako WASP-189b sú veľmiexotické. Majú stálu dennú stranu, ktorá je vždy osvetlená svetlom hviezdy, a teda stálu nočnú stranu. To znamená, že klíma na takejto planéte je úplne odlišná od klímy plynných obrov – Jupitera a Saturna – v našej slnečnej sústave. Vedci tiež odhadli teplotu WASP-189b na 3200 stupňov Celzia. Takéto planéty sa nazývajú „superhorúce Jupitery“. Pri takejto vysokej teplote sa železo topí a dokonca sa stáva plynným.
“Tento objekt — jedna z najextrémnejších planét, aké poznáme,“ zdôrazňuje Lendl.
Informačná grafika WASP 189. © ESA
Aké merania boli vykonané na štúdium planéty?
Problém je v tom, že vedci sa nedokážu vidieť.planétu, pretože je príliš ďaleko od Zeme a príliš blízko svojej materskej hviezdy. V dôsledku toho sa astronómovia musia spoliehať na nepriame metódy.
Na to používa CHEOPS vysokú presnosťmerania jasu: keď planéta prejde pred svoju hviezdu, to znamená, že prejde, hviezda sa na krátky čas javí slabšia. Pri pohľade zo Zeme, samozrejme.
Umelcov dojem z WASP-189 © ESA
Pretože exoplanéta WASP-189b je blízkok svojej hviezde a jej denná strana je taká jasná, že vedci zmerali dokonca aj „chýbajúce“ svetlo, keď planéta prechádza za svojou hviezdou - teda počas zatmenia. Výskumný tím pozoroval niekoľko z týchto zatmení WASP-189b pomocou CHEOPS. Zdá sa, že planéta neodráža veľa hviezdneho svetla. Namiesto toho väčšina hviezdneho svetla planéta absorbuje, zahreje a rozžiari.
Vedci sa však domnievajú, že planéta nie jeveľmi reflexné, pretože na jeho dennej strane nie sú žiadne mraky. A to nie je prekvapujúce - teoretické modely uvádzajú, že oblaky sa pri takýchto vysokých teplotách nemôžu vytvárať.
Vedci navyše zistili, že priechodplynný obr pred svojou hviezdou asymetricky. Stáva sa to vtedy, keď má hviezda na svojom povrchu jasnejšie a tmavšie oblasti. Vďaka údajom CHEOPS môžu vedci dospieť k záveru, že samotná hviezda sa otáča tak rýchlo, že jej tvar je skôr elipsoidný než sférický. Hviezda je natiahnutá na rovníku.
Čo je spodnom riadku?
Hviezda, okolo ktorej sa točí WASP-189b,veľmi odlišný od slnka. Je podstatne väčší a teplejší ako 2 000 stupňov Celzia. Pretože je teplo, hviezda sa javí namiesto žlto-bielej ako slnko modrá.
Je známe, že obieha len niekoľko planétokolo takýchto horúcich hviezd a tento systém je zďaleka najjasnejší. Vďaka tomu slúži aj ako návod pre ďalší výskum. „Od pozorovaní CHEOPS očakávame ďalšie vzrušujúce objavy exoplanét. Nasledujúce články sa už pripravujú,“ uzatvára hlavný výskumník misijného konzorcia.
Prečítajte si tiež
Ľadovec Doomsday sa ukázal byť nebezpečnejším, ako si vedci mysleli. Hovoríme to hlavné
Štúdia: mačky môžu napodobňovať ľudí
V deň 3 choroby väčšina pacientov COVID-19 stratí čuch a často trpí nádchou.