CHEOPS uppdrag
CHEOPS står för CHkaraktäriserandeExOPlanetSatellit (exoplanetkarakteriseringssatellit)
Konstnärens intryck av CHEOPS. Upphovsman: © ESA / ATG medialab
Vad är Exoplanet Transit Method?
Exoplaneter upptäcktes först 1995två schweiziska astronomer, Michel Mayor och Didier Kelos, som tilldelades Nobelpriset förra året för denna upptäckt. Transiteringsmetoden gör det möjligt att upptäcka och studera exoplaneter. Teleskop mäter stjärnornas utstrålning för att bekräfta förekomsten av planeter runt stjärnan. Faktum är att med varje passage av en planet framför en stjärna, uppstår dess mörkare. Cykliska ljusförändringar visar planetens passage mellan jorden och stjärnan.
NASA har sin egen satellit, som skapadesför att detektera exoplaneter med hjälp av transitmetoden - TESS. Detta är ett rymdteleskop designat för upptäckten av exoplaneter med transitmetoden, utvecklat av Massachusetts Institute of Technology som en del av NASA:s Minor Exploration Program. Lanserades den 18 april 2018. I augusti 2020 slutförde TESS framgångsrikt sitt uppdrag.
CHEOPS-uppdraget från ESA är i sin turdet första uppdraget att studera ljusa närliggande stjärnor som redan är kända för att vara värd för exoplaneter, med målet att göra högprecisionsobservationer av planetens storlek när den passerar framför sin stjärna. CHEOPS kommer att fokusera på planeter som sträcker sig i storlek från superjordar till Neptunus, och dess data kommer att göra det möjligt att bestämma planeternas bulkdensitet. Detta kommer att vara det första steget mot att förstå dessa främmande världar.
Första uppdragsindikatorer
Efter lanseringen i omloppsbana, satelliten omedelbartfick lovande observationer av kända stjärnor med exoplaneter. Redan i januari gjorde CHEOPS de första medvetet suddiga bilderna av stjärnorna. Medveten defokusering är kärnan i uppdragets observationsstrategi, vilket förbättrar mätnoggrannheten genom att distribuera ljus från avlägsna stjärnor över många av dess detektorpixlar.
Noggrannhet är nyckeln till dagens forskningexoplaneter. Mer än 4000 upptäckta planeter är kända för att kretsa kring andra stjärnor än solen. En nyckelfortsättning av studien av dessa världar är att bestämma planetenes egenskaper, vilket indikerar begränsningarna för deras struktur, bildning och utveckling.
Cheops uppdrag är just att bestämmaegenskaper hos exoplaneter genom att noggrant mäta deras storlek. Innan man tillkännagav sin beredskap för detta uppdrag, måste en liten satellit, 1,5 meter stor, dock genomgå ett stort antal tester.
Viktiga tester "Cheops"
Med den första serien av flygtester som genomfördes iFrån januari till februari började missionsexperterna att analysera svaret från satelliten, särskilt teleskopet och detektorn, i verkliga rymdförhållanden. Från och med mars har CHEOPS fokuserat på välstuderade stjärnor.
För att mäta hur väl CHEOPS fungerar,Vi behövde först observera stjärnor vars egenskaper var välkända, stjärnor med "bra beteende" valda för hand, de måste vara stabila och utan tecken på aktivitet.
Keith Isaac, Cheops Project Scientist på ESA
Detta tillvägagångssätt gjorde det möjligt för ESA-teamet, konsortietuppdrag och Airbus Spain - huvudentreprenören - att se till att satelliten är så exakt och stabil som nödvändigt för att uppnå sina ambitiösa mål.
Inom två veckor efter lanseringen i omloppsbanaCHEOPS observerade två exoplanetstjärnor när de "passerade" framför sin värdstjärna och blockerade en del av stjärnljuset. Uppdraget skapades för att observera transiteringen av kända exoplaneter - för att mäta storleken på planeter med oöverträffad noggrannhet, samt för att bestämma deras densitet genom att kombinera dessa resultat med oberoende mätningar av deras massor.
Ett av målen var HD 93396, en underjättden gula stjärnan, som ligger 320 ljusår bort, är något kallare och tre gånger så stor som vår sol. Fokus för observationerna var KELT-11b, en fyllig gasplanet som är cirka 30% större än Jupiter i en omloppsbana mycket närmare stjärnan än Merkurius är solen.
© ESA
Ljuskurvan för denna stjärna visar en klardoppet orsakat av åtta timmars passage av KELT-11b. Baserat på dessa uppgifter bestämde forskare mycket exakt planetens diameter: 181600 km - med ett fel på knappt 4300 km.
Cheops känner igen den första ljuskurvan för en exoplanet. © ESA
Mätningarna av CHEOPS visade sig vara fem gångermer exakt än mätningar från jorden. Willie Benz, huvudutredare för missionskonsortiet och professor i astrofysik vid universitetet i Bern, sade: "Detta ger oss en uppfattning om vad vi kan uppnå med CHEOPS under de kommande månaderna och åren."
Den första upptäckten av "Cheops"
CHEOPS uppfyllde forskarnas förväntningar redan efterett par månader. Nyligen avslöjade observationer med detta rymdteleskop detaljer om exoplaneten WASP-189b, en av de mest extrema planeterna som är kända.
Åtta månader efter lanseringen av utrymmetCHEOPS-teleskopet producerade den första vetenskapliga publikationen med hjälp av CHEOPS-data. Med hjälp av CHEOPS-data genomförde forskare nyligen en detaljerad studie av exoplaneten WASP-189b. Forskningsresultaten har godkänts för publicering i tidskriftenAstronomi & Astrofysik. "Dessa observationer visar att CHEOPS helt lever upp till sina höga prestandaförväntningar," sa Benz.
En av de mest extrema planeterna i universum
WASP-189b, CHEOPS Observation Target, presenterarär en exoplanet som kretsar kring HD 133112, en av de hetaste stjärnorna någonsin som har ett planetsystem. "WASP-189-systemet ligger 322 ljusår bort i konstellationen Vågen", förklarar Monica Lendl, huvudstudieförfattare vid universitetet i Genève och medlem i PlanetS National Competence Center.
Varför är WASP-189b så intressant?
Objekt WASP-189b är särskilt intressant eftersom deten gasjätte som kretsar mycket nära sin moderstjärna. Det tar mindre än tre dagar att flyga runt sin stjärna och är 20 gånger närmare stjärnan än jorden är mot solen. Planeten är mer än 1,5 gånger storleken på Jupiter, den största planeten i solsystemet.
Planetariska objekt som WASP-189b är mycketexotisk. De har en konstant dagsida, som alltid är upplyst av ljuset från en stjärna, och följaktligen en konstant nattsida. Det betyder att klimatet på en sådan planet är helt annorlunda än klimatet hos gasjättarna – Jupiter och Saturnus – i vårt solsystem. Forskare uppskattade också WASP-189bs temperatur till 3 200 grader Celsius. Sådana planeter kallas "superheta Jupiters". Vid en så hög temperatur smälter järn och blir till och med gasformigt.
“Detta objekt — en av de mest extrema planeterna vi känner till”, betonar Lendl.
WASP 189 Informationsgrafik. © ESA
Vilka mätningar gjordes för att studera planeten?
Problemet är att forskare inte kan se sig självaplanet för att det är för långt från jorden och för nära sin moderstjärna. Som en konsekvens måste astronomer förlita sig på indirekta metoder.
För detta använder CHEOPS hög precisionljusstyrka: när en planet passerar framför sin stjärna, det vill säga den gör en genomgång, verkar stjärnan svagare under en kort tid. Naturligtvis sett från jorden.
Konstnärens intryck av WASP-189 © ESA
Eftersom exoplaneten WASP-189b är näratill sin stjärna och dess dagtid är så ljus att forskare har mätt till och med det "frånvarande" ljuset när planeten passerar bakom sin stjärna - det vill säga under en förmörkelse. Forskargruppen observerade flera av dessa WASP-189b-förmörkelser med CHEOPS. Planeten verkar inte spegla mycket stjärnljus. Istället absorberas det mesta av stjärnljuset av planeten, värmer upp det och får det att lysa.
Men forskare tror att planeten inte är detväldigt reflekterande eftersom det inte finns några moln på dagtid. Och detta är inte förvånande - teoretiska modeller säger att moln inte kan bildas vid så höga temperaturer.
Dessutom har forskare funnit att passagengasjätten framför sin stjärna asymmetriskt. Detta händer när en stjärna har ljusare och mörkare områden på ytan. Tack vare CHEOPS-uppgifterna kan forskare dra slutsatsen att stjärnan själv roterar så snabbt att dess form är ganska ellipsoid snarare än sfärisk. Stjärnan sträcks ut vid ekvatorn.
Vad är slutresultatet?
Stjärnan kring vilken WASP-189b kretsar,väldigt annorlunda än solen. Det är betydligt större och mer än 2000 grader varmare. Eftersom det är så varmt, verkar stjärnan blå istället för gulvit som solen.
Endast ett fåtal planeter är kända för att kretsa runtrunt så heta stjärnor, och detta system är överlägset ljusast. Som ett resultat fungerar den också som en vägledning för vidare forskning. "Vi förväntar oss ytterligare spännande exoplanetupptäckter från CHEOPS-observationer. Följande artiklar är redan under förberedelse”, avslutar missionskonsortiets chefsforskare.
Läs också
Doomsday-glaciären visade sig vara farligare än forskare trodde. Vi berättar det viktigaste
Studie: katter kan imitera människor
På sjukdagens dag 3 förlorar de flesta COVID-19-patienter luktkänslan och lider ofta av en rinnande näsa