Radeći sa podacima NASA-inog satelita za istraživanje tranzitnih egzoplaneta, ili TESS, Univerzitet Michigan State je pomogao u otkrivanju egzoplanete veličine Zemlje — planete izvan našeg Sunčevog sistema.
Ova planeta, nazvana TOI-700 e, spada u nastanjivu zonu svoje zvezde, što znači da bi novopronađena planeta mogla da podržava život kakav poznajemo. Istraživački tim je to otkriće objavio 10. januara na sastanku Američkog astronomskog društva u Sijetlu.
Astronomi veruju da mnoge takve planete postoje u našoj galaksiji i širom univerzuma. Otkriće TOI-700 e, zajedno sa ranijom potvrdom njegovog sistema domaćina, moglo bi pružiti jedinstvene mogućnosti za bolje istraživanje egzoplaneta u budućnosti.
„Čak i sa više od 5.000 egzoplaneta otkrivenih do danas, TOI-700 e je ključni primer da imamo još mnogo toga da naučimo“, rekao je Džoi Rodrigez, docent na Odseku za fiziku i astronomiju na MSU, koji je pomogao da se napravi otkriće.
Rodrigez je bio jedan od starijih istraživača na projektu, predvođen Emili Gilbert, postdoktorandom u NASA-inoj laboratoriji za mlazni pogon u južnoj Kaliforniji. Duo je takođe deo prvobitnog tima koji je potvrdio sistem TOI-700 2020. godine, otkrivši da ima najmanje tri planete (nazvane TOI-700 b, TOI-700 c i TOI-700 d).
Sa novim otkrićem, tim je pokazao da sistem TOI-700 ima dve planete veličine Zemlje unutar svoje naseljive zone.
„Ovo je jedan od samo nekoliko sistema sa više, malih planeta u naseljivim zonama za koje znamo“, rekao je Gilbert. „To čini sistem TOI-700 uzbudljivom perspektivom za dodatno praćenje.“
Gilbert, Rodriguez i Andrev Vanderburg, docent fizike na Masačusetskom institutu za tehnologiju, predvodili su trenutni projekat, koji je uključivao istraživače iz desetina institucija.
Rodrigez, stručnjak za egzoplanete u MSU, seo je da odgovori na neka pitanja kako bi objasnio ovo otkriće i istraživanje iza njega.
Šta ovo otkriće čini posebnim?
Otkriće TOI-700 e pruža dragocenu priliku za detaljne naknadne studije, pošto je to jedan od jedinih poznatih sistema sa dve male planete u naseljivoj zoni zvezde. Zvezda domaćina, TOI-700, je veoma pogodna za ove napore karakterizacije.
Ovaj sistem je veoma pristupačan u poređenju sa drugim kandidatima ili TESS objektima od interesa, TOI. Neki od tih drugih sistema su udaljeniji i njihove zvezde su slabije. TOI-700 je zaista blizu nas — udaljen je oko 100 svetlosnih godina.
Posedovanje bliske i svetle zvezde domaćina nam omogućava da postignemo osetljivost potrebnu za merenje ključnih aspekata kao što su masa planeta i sastav atmosfere planete.
Kako se može otkriti egzoplaneta?
Sa TESS-om posmatramo više od 100 miliona zvezda na noćnom nebu. Kada pogledamo jednu od tih zvezda, takođe možemo videti da li se planeta kreće između zvezde i satelita, blokirajući samo malo svetlosti zvezde. Koristimo analogiju muve koja se kreće ispred reflektora.
Takođe ste bili deo tima koji je prvobitno potvrdio sistem TOI-700 2020. Možete li da podelite malo pozadine?
Postoji skoro 10.000 kandidata za egzoplanete, ali neće se sve ispostaviti da su planete. Veliki deo će biti, međutim, i naš je posao da ih potvrdimo.
U 2020. je istovremeno izašla serija od tri rada koji su potvrdili sistem TOI-700. Emili Gilbert, koja je vodila ovaj trenutni napor, vodila je jednu od tih studija. Taj je gledao zvezdu, njene tri planete poznate u to vreme — b, c i d — i dinamiku sistema.
Vodio sam još jedan rad, koji je takođe koristio podatke sa svemirskog teleskopa Spitzer da potvrdi da sistem ima naseljivu zonu, planetu veličine Zemlje. To je bila planeta d.
U to vreme, imali smo neke nagoveštaje da možda postoji još jedna planeta, planeta e, ali na spoljnoj strani sistema – kao put, daleko van. Međutim, nakon što smo ušli u još jednu godinu posmatranja sa TESS-om, otkrili smo da je planeta e zapravo unutar naseljive zone, između orbita planeta b i c.
Dakle, planete TOI-700 nisu po abecednom redu?
Ne, a u našim novim novinama ima malo uskršnjeg jajeta gde kažemo: „Izvinite, nisu u redu“. Ali ovo pokazuje moć nečega poput TESS-a i razlog za nastavak posmatranja sistema sa već otkrivenim egzoplanetama. To pokazuje da imamo još mnogo toga da naučimo i da može biti iznenađenja dok posmatramo.
Možete li govoriti o imenima: planeta b, c, d i e? Da li su to konačne ili ćete morati da izaberete različite?
Stalno dobijam ovo pitanje. Ljudi će pitati da li mogu da nazovem egzoplanetu „Joei-1 b“ ili bih mogao da nazovem jednu po svojoj ženi. Kažem im da mogu tako da ih nazovem, ali niko drugi ne bi.
Zapravo postoji konvencija i ne želim da idem predaleko u korov, ali to je kombinacija instrumenta za otkrivanje ili teleskopa i kataloškog broja. U slučaju TOI-700, pre nego što su potvrđene, planete kandidati su označene kao TOI-700.01, TOI-700.02 i TOI-700.03. Kako smo ih potvrdili, postali su TOI-700 b, TOI-700 c i tako dalje. „a“ je rezervisano za zvezdu, iako je samo zovemo TOI-700.
Šta je sledeće za vas i vaše istraživanje?
Postavljeno mi je ovo pitanje 2020. i tada sam rekao: „TESS će ponovo posmatrati sistem i videćemo šta će se desiti“. Mogu reći istu stvar i ovoga puta pošto će TESS ponovo posmatrati TOI-700.
Takođe možemo koristiti druge instrumente za proučavanje sistema. Na primer, radimo na tome da koristimo drugi teleskop, JVST, da okarakterišemo najveću planetu u sistemu, zajedno sa velikim naporom da izmerimo masu sve četiri planete putem spektroskopskih merenja. Ali takođe imam ruke u gomili različitih projekata za TESS. Na primer, dosta radim sa egzoplanetama veličine Jupitera koje su veoma blizu svojih zvezda.
Kada sam došao ovde 2021. godine, MSU mi je pružio priliku da napravim istraživačku grupu fokusiranu na egzoplanete, otvarajući nove, uzbudljive istraživačke mogućnosti za studente MSU. I ne samo diplomci i doktoranti, već i studenti. Radimo studije egzoplaneta sa našom opservatorijom u kampusu kako bismo potvrdili nove planete iz TESS-a, ne sistema kao što je TOI-700, već planete sličnije veličine Saturnu i Jupiteru.
Počeli smo da pričamo o naseljivim zonama. Šta će biti potrebno da se kaže da je egzoplaneta poput TOI-700 e sposobna da podrži život do toga da se pokaže da jeste?
To je pitanje o kome će se raspravljati decenijama. Razlog je taj što je jedan od načina na koji mislimo da ćemo to moći da uradimo da identifikujemo biološke potpise u atmosferi planete. To su zaista teška merenja.
Očekujem da ćemo tokom sledeće decenije možda imati prve detekcije mogućih bioloških potpisa u atmosferi planete, ali pošto se mnogi mogu objasniti i nebiološkim izvorima, biće mnogo debata. Dakle, moraćemo da izmerimo više posmatranih vrednosti i odlučimo koje od njih – ili koje njihove kombinacije – zapravo ukazuju na život. Sve će to biti komplikovano i, mislim, o tome će se žestoko raspravljati.
