Wetenschap
TESS vindt intrigerende wereldgrootte tussen de aarde en Venus
TESS staart ongeveer een maand lang naar een groot deel van de hemel en volgt de helderheidsveranderingen van tienduizenden sterren met tussenpozen van 20 seconden tot 30 minuten. Het vastleggen van transits (korte, regelmatige verduisteringen van sterren veroorzaakt door de passage van werelden in een baan) is een van de belangrijkste doelen van de missie.
"We hebben de dichtstbijzijnde, doorgaande, gematigde wereld ter grootte van de aarde tot nu toe gevonden", zegt Masayuki Kuzuhara, een projectassistent-professor aan het Astrobiology Center in Tokio, die samen met Akihiko Fukui, een projectassistent, leiding gaf aan een onderzoeksteam. hoogleraar aan de Universiteit van Tokio. "Hoewel we nog niet weten of het een atmosfeer heeft, hebben we het gezien als een exo-Venus, met een vergelijkbare grootte en energie ontvangen van zijn ster als onze planetaire buur in het zonnestelsel."
De gastster, Gliese 12 genaamd, is een koele rode dwerg die zich op bijna 40 lichtjaar afstand bevindt in het sterrenbeeld Vissen. De ster is slechts ongeveer 27% van de grootte van de zon, met ongeveer 60% van de oppervlaktetemperatuur van de zon. De nieuw ontdekte wereld, genaamd Gliese 12 b, draait elke 12,8 dagen rond en heeft de grootte van de aarde, of iets kleiner, vergelijkbaar met Venus. Ervan uitgaande dat er geen atmosfeer is, heeft de planeet een oppervlaktetemperatuur die geschat wordt op ongeveer 42 graden Celsius.
Astronomen zeggen dat de kleine afmetingen en massa's van rode dwergsterren ze ideaal maken voor het vinden van planeten ter grootte van de aarde. Een kleinere ster betekent een grotere dimming bij elke doorgang, en een lagere massa betekent dat een in een baan om de aarde draaiende planeet een grotere schommeling van de ster kan veroorzaken, ook wel 'reflexbeweging' genoemd. Deze effecten maken kleinere planeten gemakkelijker te detecteren.
De lagere helderheid van rode dwergsterren betekent ook dat hun bewoonbare zones – het bereik van de baanafstanden waar vloeibaar water op het oppervlak van een planeet zou kunnen voorkomen – dichter bij hen liggen. Dit maakt het gemakkelijker om planeten in bewoonbare zones rond rode dwergen te detecteren dan planeten rond sterren die meer energie uitstralen.
De afstand tussen Gliese 12 en de nieuwe planeet bedraagt slechts 7% van de afstand tussen de aarde en de zon. De planeet ontvangt 1,6 keer meer energie van zijn ster dan de aarde van de zon, en ongeveer 85% van wat Venus ervaart.
“Gliese 12 b is een van de beste doelen om te onderzoeken of planeten ter grootte van de aarde die in een baan rond koele sterren draaien hun atmosfeer kunnen behouden, een cruciale stap om ons begrip van de bewoonbaarheid van planeten in onze Melkweg te vergroten”, zegt Shishir Dholakia, een promovendus aan de Universiteit van Californië. Centrum voor Astrofysica aan de Universiteit van Zuid-Queensland in Australië. Hij leidde samen met Larissa Palethorpe, een promovendus aan de Universiteit van Edinburgh en University College London, een ander onderzoeksteam.
Beide teams suggereren dat het bestuderen van Gliese 12 b sommige aspecten van de evolutie van ons eigen zonnestelsel kan helpen ontsluiten.
"Er wordt gedacht dat de eerste atmosfeer van de aarde en Venus werd weggenomen en vervolgens werd aangevuld door vulkanische ontgassing en bombardementen van restmateriaal in het zonnestelsel", legt Palethorpe uit. "De aarde is bewoonbaar, maar Venus is niet te wijten aan het volledige verlies van water. Omdat Gliese 12 b qua temperatuur tussen de aarde en Venus ligt, zou de atmosfeer ons veel kunnen leren over de bewoonbaarheidsroutes die planeten afleggen tijdens hun ontwikkeling." P>
Een belangrijke factor bij het behouden van een atmosfeer is de stormachtigheid van de ster. Rode dwergen zijn doorgaans magnetisch actief, wat resulteert in frequente, krachtige röntgenvlammen. Uit analyses van beide teams blijkt echter dat Gliese 12 geen tekenen van extreem gedrag vertoont.
Een artikel onder leiding van Kuzuhara en Fukui verschijnt in The Astrophysical Journal Letters . De bevindingen van Dholakia en Palethorpe zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society op dezelfde dag.
Tijdens een transit passeert het licht van de gastster elke atmosfeer. Verschillende gasmoleculen absorberen verschillende kleuren, dus de doorvoer levert een reeks chemische vingerafdrukken op die kunnen worden gedetecteerd door telescopen zoals Webb.
"We kennen slechts een handvol gematigde planeten die vergelijkbaar zijn met de aarde en die allebei dicht genoeg bij ons staan en voldoen aan andere criteria die nodig zijn voor dit soort onderzoek, genaamd transmissiespectroscopie, met behulp van de huidige faciliteiten", zegt Michael McElwain, een onderzoeksastrofysicus bij NASA's Goddard. Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, en co-auteur van het artikel Kuzuhara en Fukui. "Om de diversiteit van de atmosfeer en de evolutionaire resultaten voor deze planeten beter te begrijpen, hebben we meer voorbeelden nodig zoals Gliese 12 b."
TESS is een NASA Astrophysics Explorer-missie beheerd door NASA Goddard en beheerd door MIT in Cambridge, Massachusetts. Andere partners zijn onder meer Northrop Grumman, gevestigd in Falls Church, Virginia; NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië; het Centrum voor Astrofysica | Harvard &Smithsonian in Cambridge, Massachusetts; MIT's Lincoln-laboratorium; en het Space Telescope Science Institute in Baltimore. Meer dan een dozijn universiteiten, onderzoeksinstituten en observatoria over de hele wereld nemen deel aan de missie.