TESS NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) telah menemui planet bersaiz Bumi pertamanya yang terletak di zon yang boleh dihuni bintang tuan rumahnya. Penemuan itu disahkan dengan Teleskop Angkasa Spitzer. Planet ini adalah salah satu dari hanya beberapa dunia berukuran Bumi yang pernah dijumpai di zon yang dapat dihuni.
Planet ini dipanggil TOI 700 d dan jaraknya sekitar 100 tahun cahaya dari Bumi. Ia mengorbit TOI 700, bintang M-kerdil (kerdil merah) yang sejuk di buruj Dorado. Ini adalah penemuan utama untuk TESS, kerana ia dirancang untuk mengeluarkan planet-planet berukuran Bumi di sistem suria lain.
Dengan konvensyen penamaan astronomi, TOI 700 d adalah planet keempat paling jauh dari bintangnya. Huruf b dan c adalah planet yang lebih dekat dengan bintang. (Huruf a dikhaskan untuk bintang dan sahabat yang mungkin ada.)
TESS menjumpai planet dengan mengawasi permukaan langit yang besar selama 27 hari pada satu masa. Ia mengesan penurunan cahaya bintang ketika eksoplanet melintas di antara kita dan bintang. Setiap kali planet melintas di depan bintangnya disebut transit. Dalam kes ini, TESS menangkap tiga planet dalam sistem TOI 700 yang melintas berulang kali.
Sistem baru dan planetnya relatif dekat dari segi astronomi. Kedekatan itu adalah bahagian penting dalam misi TESS: tidak hanya dirancang untuk mencari planet berukuran Bumi, tetapi juga untuk membolehkan teleskop lain melakukan pemerhatian susulan. Itu menjadi lebih sukar kerana semakin jauh eksoplanet.
"TESS dirancang dan dilancarkan secara khusus untuk mencari planet berukuran Bumi yang mengorbit bintang-bintang berdekatan," kata Paul Hertz, pengarah bahagian astrofizik di Ibu Pejabat NASA di Washington. “Planet di sekitar bintang berdekatan paling mudah ditindaklanjuti dengan teleskop yang lebih besar di angkasa dan di Bumi. Menemui TOI 700 d adalah penemuan sains utama untuk TESS. Mengesahkan ukuran planet dan status zon yang dapat dihuni dengan Spitzer adalah satu lagi kemenangan bagi Spitzer ketika menjelang akhir operasi sains Januari ini. "
Bintang tuan rumah adalah bintang M-kerdil (kerdil merah) kecil dan sejuk kira-kira 40% jisim Matahari. Tahap kajian TESS disebut sektor, dan TOI 700 muncul di pelbagai sektor pada tahun pertama operasi TESS. Pada asalnya, ahli astronomi salah mengenal pasti bintang itu lebih serupa dengan Matahari kita. Ini seterusnya menjadikan planet-planet kelihatan lebih besar dan panas. Akhirnya, kesalahan itu diperbetulkan, dan sekarang para astronom dapat melihat bahawa TOI 700 d berada di zon yang boleh dihuni.
"Apabila kami membetulkan parameter bintang, ukuran planetnya jatuh, dan kami menyedari yang paling jauh adalah mengenai ukuran Bumi dan di zon yang dapat dihuni," kata Emily Gilbert, salah seorang penyelidik dan seorang pelajar siswazah di University of Chicago.
Satu masalah dengan eksoplanet yang mengorbit bintang kerdil merah adalah berkobar. Kerdil merah berumur panjang, yang menjadikan mereka calon yang menarik untuk pengembangan kehidupan di planet mereka. Tetapi mereka dapat menunjukkan pembakaran yang ketara, kadang-kadang menggandakan output tenaga mereka dalam beberapa minit, sesuatu yang menyebabkan banyak perdebatan ketika datang ke potensi kebiasaan planet mereka. Tetapi menurut Gilbert, TOI 700 d tidak menunjukkan aktiviti menyala.
"Selain itu, dalam 11 bulan data kami tidak melihat suar dari bintang, yang meningkatkan kemungkinan TOI 700 d dapat dihuni dan menjadikannya lebih mudah untuk memodelkan keadaan atmosfera dan permukaannya," kata Gilbert.
Masalah lain dengan eksoplanet yang mengorbit bintang kerdil merah adalah penguncian pasang surut. Kerana kerdil merah menghasilkan tenaga yang jauh lebih sedikit daripada bintang seperti Matahari kita, planet mesti berada sangat dekat dengan mereka untuk berada di zon yang dapat dihuni. Tetapi jarak itu menyebabkan penguncian pasang surut, yang dapat mengurangkan kemungkinan kebiasaan. Menurut pasukan di belakang karya ini, yang membentangkannya di Mesyuarat Tahunan American Astronomical, planet-planet ini hampir terkunci dengan pasang surut.
Planet paling dalam, TOI 700 b, berukuran sama dengan Bumi dan mengorbit setiap 10 hari. Planet tengah, 700 c, 2.6 kali lebih besar dari Bumi dan melengkapkan orbit setiap 16 hari. 700 c kemungkinan dunia didominasi oleh gas. 700 d lebih kurang 20% lebih besar daripada Bumi dan melengkapkan orbit dalam 37 hari.
Kerana pentingnya penemuan ini - dunia berukuran Bumi pertama di zon yang dapat dihuni - saintis ingin memastikannya. Kerana memerlukan kepastian, sekumpulan saintis yang diketuai oleh Joseph Rodriguez, dari Pusat Astrofizik | Harvard & Smithsonian, meminta pemerhatian susulan dengan Spitzer untuk mengesahkan TOI 700 d.
Ini bukan pertama kalinya Teleskop Angkasa Spitzer NASA dipanggil untuk mengesahkan penemuan eksoplanet, dan Spitzer memakuinya.
"Spitzer melihat TOI 700 d transit tepat seperti yang kami harapkan."
Joseph Rodriguez, Harvard dan SMithsonian Center for Astrophysics
"Memandangkan kesan penemuan ini - bahawa ini adalah planet berukuran Bumi zon pertama yang dapat dihuni TESS - kami benar-benar mahukan pemahaman kami mengenai sistem ini semaksimum mungkin," kata Rodriguez. "Spitzer melihat TOI 700 d transit tepat ketika kami menjangkakannya. Ini adalah tambahan yang baik untuk legasi misi yang membantu mengesahkan dua planet TRAPPIST-1 dan mengenal pasti lima lagi. "
Spitzer memberikan pengesahan yang kuat mengenai apa yang ditemui TESS. Ia mengesahkan bahawa transit itu sebenarnya sebuah planet, dan bukan bintang pendamping yang lebih kecil dan redup. Spitzer juga meningkatkan keyakinan dalam pengukuran TESS. Dalam siaran akhbar, NASA mengatakan bahawa Spitzer "mempertajam pengukuran mereka terhadap orbitnya <TOI 700 d>> sebanyak 56% dan ukurannya sebanyak 38%." Lebih banyak pemerhatian susulan oleh teleskop darat 1 meter yang kecil memberikan pengesahan tambahan mengenai penemuan tersebut.
Tetapi walaupun dengan semua pemerhatian ini, para astronom masih dalam peringkat awal mempelajari planet ini dan sistemnya. Berkat jaraknya yang dekat, para astronom akan dapat menggunakan teleskop darat untuk mengkaji jisim 700 d dengan lebih tepat, dan dengan harapan dapat mengesahkan sifat daratan atau gas ketiga-tiga eksoplanet dalam sistem.
Melihat lebih jauh ke depan, teleskop masa depan - teleskop darat dan ruang angkasa - seharusnya dapat mengkaji planet dengan lebih mendalam, bahkan mungkin menentukan komposisi atmosferanya. Tetapi itu pada masa akan datang. Buat masa ini, maklumat yang dimiliki oleh ahli astronomi sangat berharga: ia dapat digunakan untuk memodelkan planet dan membuat ramalan.
Penyelidik di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA telah membuat 20 model persekitaran berpotensi 700 d, untuk melihat jenis tekanan dan keadaan suhu yang boleh menyebabkan kebiasaan. Tetapi apa sahaja yang mereka modelkan, dan apa sahaja pemerhatian susulan masa depan yang diketahui sekitar 700 hari, kemungkinannya sangat berbeza dengan Bumi. Dunia yang terkunci dengan rapi akan mempunyai cuaca dan iklim yang sangat berbeza.
"Sangat mengasyikkan kerana tidak kira apa yang kita ketahui mengenai planet ini, ia akan kelihatan sama sekali berbeza dengan yang kita ada di Bumi."
Gabrielle Engelmann-Suissa, Pembantu Penyelidik, Ketua Pasukan Pemodelan.
Model-model tersebut mempunyai tujuan penting dalam memahami eksoplanet seperti TOI 700 d. Dengan memodelkan atmosfer planet, para astronom dapat meramalkan bagaimana spektrum atmosfera. Model-model ini dapat dibandingkan dengan spektrum sebenar ketika kita mendapatkannya, untuk memberi para astronom semacam titik permulaan untuk memahami eksoplanet lebih jauh.
"Suatu hari, apabila kita mempunyai spektrum nyata dari TOI 700 d, kita dapat mengundurkannya, memadankannya dengan spektrum simulasi terdekat, dan kemudian mencocokkannya dengan model," kata Gabrielle Engelmann-Suissa, seorang pembantu penyelidik di Goddard yang memimpin pasukan pemodelan . "Sangat mengasyikkan kerana tidak kira apa yang kita ketahui mengenai planet ini, ia akan kelihatan sama sekali berbeza dengan yang kita ada di Bumi."
Pasukan model menghasilkan 20 model yang berbeza untuk 700 d. Dalam satu simulasi, eksoplanet mempunyai atmosfera karbon-dioksida yang padat mirip dengan Marikh muda. Dalam model itu, sisi yang menghadap bintang memiliki lapisan awan yang dalam. Dalam model lain, planet ini adalah versi Bumi seluruh tanah, tanpa awan dan dengan angin yang mengalir jauh dari sisi planet malam, berkumpul di sisi bintang.
TESS kira-kira separuh dari misi dua tahunnya untuk mencari eksoplanet. Ahli astronomi menjangkakan TESS akan menemui 10,000 planet, dan mereka menganggarkan bahawa kira-kira 10 daripadanya boleh menjadi dunia seperti Bumi di zon bintang yang boleh dihuni seperti Matahari kita. TESS diketuai dan dikendalikan oleh MIT, dan dikendalikan oleh Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA.
Lagi:
- Siaran Akhbar: NASA Planet Hunter Menemui Dunia zon yang boleh didiami bersaiz Bumi ke-1
- NASA: TESS, Satelit Survey Exoplanet Transiting
- Space Magazine: Sekarang TESS beroperasi, para astronom menganggarkan akan menemui 14,000 planet. 10 Boleh Menjadi Dunia Seperti Bumi di Zon yang Boleh Dihuni Bintang Seperti Matahari
