Das Transiting Exoplanet Survey Telescope der NASA wurde bereits im April 2018 gestartet. Nach einigen Monaten des Testens war es bereit, den südlichen Himmel zu kartieren und nach Planeten zu suchen, die Sterne in der Nähe umkreisen.
Wir sind jetzt etwas mehr als ein Jahr in der Mission und am 18. Juli hat TESS seine Aufmerksamkeit auf die nördliche Hemisphäre verlagert und die Jagd nach Planeten am nördlichen Himmel fortgesetzt.
Im Rahmen dieser Verschiebung hat die NASA eine Handvoll faszinierender neuer Planeten angekündigt, die von TESS aufgetaucht sind, darunter einige Welten in Kategorien, die noch nie zuvor gesehen wurden.
Wie viele bestätigte Exoplaneten haben Astronomen bisher gefunden? Zum Zeitpunkt dieser Aufnahme verfügt das Exoplanet-Archiv der NASA über einen Katalog von 4.301 Welten, von denen wir bisher wissen. Mit fast ebenso vielen zusätzlichen Planetenkandidaten.
Aber im letzten Jahr hat der neueste Planetenjäger der NASA, die TESS-Mission, hart gearbeitet und Planeten gesammelt, um diese wachsende Datenbank zu erweitern. Es ist die Hälfte seiner zweijährigen Hauptmission, mit 993 Kandidatenwelten und 28 bestätigten Planeten.
Zuerst ein kleiner Hintergrund zur TESS-Mission, dann kommen wir zu den neuen Ergebnissen. Wir haben eine ganze Episode über Kepler und TESS gemacht, aber hier ist die Kurzversion.
Die Mission wurde am 18. April 2018 mit dem Ziel gestartet, Exoplaneten zu entdecken, die sich in einem Umkreis von etwa 300 Lichtjahren um die Erde befinden.
TESS folgt einer 13,7-tägigen Mondumlaufbahn, die noch nie zuvor auf einer Raumfahrzeugmission eingesetzt wurde. Dies ist genau die Hälfte der Umlaufzeit des Mondes, wodurch sich die Gravitationskräfte auf das Raumschiff ungefähr ausgleichen.
Am nächsten Punkt seiner Umlaufbahn befindet es sich nur 108.000 km über der Erdoberfläche. Dies ist der ideale Zeitpunkt, um alle Daten zu übertragen. Dann erreicht es 373.000 km am höchsten Punkt seiner Umlaufbahn, einer Region, die frei von der in der Erdmagnetosphäre eingeschlossenen Strahlung ist.
TESS verwendet vier große Kameras, die 27 Tage lang ununterbrochen einen großen Teil des Himmels beobachten. Dann verschiebt es seinen Blick in eine andere Region und schaut erneut für weitere 27 Tage zu. Einige Regionen sind einzigartig, aber es gibt Teile, die sich überlappen und sogar länger als einen Monat sichtbar sind.
Das Raumschiff verwendet die Transitmethode, um Planeten zu finden, und achtet auf einen leichten Helligkeitsabfall, wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht. Die Höhe des Eintauchens und die Zeit, die für die Fertigstellung benötigt wird, geben den Astronomen Auskunft darüber, wie groß der Planet ist und wie seine Umlaufbahn ist.
Der anfängliche Helligkeitsabfall gibt Astronomen einen Hinweis darauf, dass ein Planet dort sein könnte, ein Kandidat. Astronomen müssen drei Transite in den TESS-Daten sehen, da andere natürliche Phänomene einen Planetentransit nachahmen können, wie ein variabler Stern oder eine Staubwolke, die den Stern umgibt.
Dann beobachten andere Teleskope auf der ganzen Welt und im Weltraum (und sogar Amateurastronomen) diese Sterne über Monate und Jahre hinweg, um zu bestätigen, dass Planeten dort sind und wie ihre tatsächlichen Umlaufzeiten sind.
Im Gegensatz zur Kepler-Mission, die wirklich lange Zeit einen einzigen Punkt am Himmel untersuchte und Planeten in Tausenden von Lichtjahren Entfernung auftauchte, nimmt TESS die Planetenkandidaten auf, die sich innerhalb von etwa 300 Lichtjahren von der Erde befinden.
Es ist ein Finder-Teleskop für die nächste Generation von massiven Erd- und Weltraumteleskopen wie dem European Extremely Large Telescope und dem James Webb Space Telescope. Dies sind die Instrumente, die Beobachtungen verfolgen und uns mehr über diese neu entdeckten Planeten erzählen.
Die CHEOPS-Mission der ESA soll noch in diesem Jahr gestartet werden. Sie wird die Beobachtungen der bisher entdeckten Exoplanetenkandidaten verfolgen und versuchen, ihre Größe und Umlaufzeiten einzugrenzen. Dank CHEOPS wird die Anzahl der bestätigten Exoplaneten beginnen, die Anzahl der Planetenkandidaten einzuholen.
Kommen wir zu den neuen Planeten.
L 98-59
Vor ungefähr einem Monat, am 28. Juni 2019, gaben Astronomen bekannt, dass sie die kleinste Welt entdeckt haben, die TESS jemals gesehen hat.
Der Stern heißt L 98-59 und ist ein M-Zwergstern (oder ein roter Zwergstern für uns Nichtastronomen) mit etwa einem Drittel der Sonnenmasse.
Bisher wurden drei Planeten im System entdeckt. Der dem Stern am nächsten gelegene ist L 98-59b, der nur 80% der Größe der Erde entspricht und seinen Stern alle 2,25 Tage umkreist. Es erhält ungefähr die 22-fache Energie vom Stern als die Erde von der Sonne. Es ist etwas größer als der Mars.
Dies ist jedoch nicht der kleinste bisher entdeckte Planet, nämlich Kepler-37b, der nur 20% größer ist als der Erdmond.
Der zweite Planet im System ist 1,4-mal so groß wie die Erde und umkreist alle 3,7 Tage. Der äußere Planet ist 1,6-mal größer als die Erde und umkreist alle 7,5 Tage.
Vergiss die Bewohnbarkeit. Alle diese Planeten sind vollständig von ihrem Stern versengt und könnten in die Venuszone eingeteilt werden. Sie hätten in der Vergangenheit bewohnbarer sein können, aber sie sind wahrscheinlich viel zu heiß fürs Leben.
Also lasst uns weitermachen.
Gliese 357
Am 31. Juli 2019 kündigten Wissenschaftler einen neuen Planeten an, der den Stern Gleise 357 umkreist. Es ist ein weiterer M-Zwergstern, und der Planet ist etwa 22% größer als die Erde.
Was diesen Planeten wirklich seltsam macht, ist, dass er ungefähr elfmal näher an seinem Stern umkreist als Merkur.
Die ersten Exoplaneten, die jemals um einen Hauptreihenstern entdeckt wurden, waren heiße Jupiter. Planeten mit der vielfachen Masse des Jupiter, die jedoch in nur wenigen Tagen umkreisen. Diese wurden für unmöglich gehalten, aber da sind sie.
Jetzt haben Astronomen einen heißen Übergrund gefunden. Ein Mega-Merkur?
Da es sich um einen M-Zwergstern handelt, strahlt er weniger Strahlung aus als die Sonne, aber wenn er so nahe umkreist, entsteht ein heißer Planet.
Ohne Atmosphäre hat es eine durchschnittliche Oberflächentemperatur von etwa 254 Grad Celsius. Das ist heiß, wenn man bedenkt, dass die durchschnittliche Temperatur von Quecksilber 167 Grad Celsius beträgt. Setzen Sie eine Atmosphäre darüber, um die Hitze zu fangen, und diese Welt wird wahnsinnig heiß sein.
Gute Nachricht, Gliese 357 befindet sich nur 31 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist damit das drittnächste gefundene exoplanetare System. Dies ist ein großartiges Beispiel für die nahe gelegenen Planeten, die TESS finden wird.
Astronomen fanden auch noch mehr Planeten im System. Der zweite Planet, 357c, hat eine Masse von etwa dem 3,4-fachen der Erde und umkreist den Stern alle 9,1 Tage. Die durchschnittliche Temperatur ist immer noch heiß, etwa 127 Grad Celsius.
Beachten Sie jetzt, dass ich Masse und nicht Größe sagte? Das liegt daran, dass 357c nicht mit der Transitmethode entdeckt wurde, sondern nicht wie die heiße Erde 357b direkt zwischen uns und dem Stern verläuft. Stattdessen verwendeten Astronomen ein bodengestütztes Observatorium, um Beobachtungen mit der Radialgeschwindigkeitsmethode zu verfolgen.
Hier messen Astronomen, wie der Stern selbst durch die Schwerkraft seiner Planeten hin und her gezogen wird. Diese Technik führte zur Entdeckung des zweiten Planeten.
Und es führte auch zur Entdeckung eines dritten, noch faszinierenderen Planeten: Gliese 357d.
Dieser Planet hat ungefähr das 6,1-fache der Masse der Erde und es dauert ungefähr 55,7 Tage, um den Stern zu umkreisen. Die Durchschnittstemperatur liegt bei -53 ° C, was wahrscheinlich bedeutet, dass es mit Gletschern und Schnee bedeckt ist, aber theoretisch immer noch in der bewohnbaren Zone des Sterns, je nachdem wie dick die Atmosphäre ist.
Es ist eine Supererde, ungefähr doppelt so groß wie die Erde, aber wahrscheinlich aus Fels wie unser eigener Planet.
TOI 270
Zusätzlich zur Ankündigung von Planeten bei Gliese 357 kündigte das TESS-Team drei weitere Planeten um den Stern UCAC4 191-004644 oder TESS Object of Interest 270 oder TOI 270 an, die sich etwa 73 Lichtjahre entfernt im Sternbild Pictor befinden.
Auch dies ist ein M-Zwergstern mit nur etwa 40% der Masse und Größe der Sonne und einer viel kühleren Oberflächentemperatur.
Der innere Planet TOI 270 b ist wahrscheinlich eine felsige Welt, die etwa 25% größer als die Erde ist und seinen Stern alle 3,4 Tage in einer Entfernung umkreist, die 13 Mal näher als Merkur ist. Da es sich um einen Transit handelt, konnten sie nicht direkt an die Masse gelangen, aber basierend auf Simulationen ist es ungefähr das 1,9-fache der Masse der Erde.
Aber es ist ein Scorcher mit einer Durchschnittstemperatur von 254 Grad Celsius.
Der nächste Planet im System ist TOI 270 c. Dies ist 2,4-mal größer als die Erde, umkreist alle 5,7 Tage und könnte als Mini-Neptun mit einer wahrscheinlichen Masse von etwa dem 7-fachen der Erde beschrieben werden.
Der dritte Planet, TOI 270 d, ist 2,1-mal so groß wie die Erde, umkreist alle 11,4 Tage und ist wahrscheinlich 2,1-mal so groß wie die Erde. Wieder ein Mini-Neptun, allerdings mit einer Durchschnittstemperatur von 66 Grad Celsius. Das ist heiß, aber nicht zu heiß.
Natürlich sind alle drei Planeten wahrscheinlich an ihren Stern gebunden, was bedeutet, dass sie immer die gleiche Seite zeigen. Die Seite zum Stern ist heiß, die Seite zum Stern ist kalt. Aber es könnte einen vernünftigen Punkt direkt am Terminator geben, dem Rand des Planeten zwischen Tag und Nacht.
Wir haben so etwas im Sonnensystem eigentlich nicht. Eine Welt zwischen der Größe und Masse der kleineren terrestrischen Planeten und der größeren Gasriesen im äußeren Sonnensystem. Dies macht sie zu einem faszinierenden Ziel für die nächste Generation von Teleskopen wie James Webb. TOI 270 wird für Webb ein halbes Jahr lang hoch am Himmel stehen, daher wird es ausführlich untersucht.
So hier sind wir. Es ist über ein Jahr her, seit TESS seine wissenschaftlichen Aktivitäten aufgenommen hat, den Himmel der südlichen Hemisphäre vollständig gescannt und fast 1.000 Planetenkandidaten und 28 bestätigte Exoplaneten aufgetaucht sind.
Die Zeit vergeht wie im Fluge. Es hat heiße Superearths, Mini-Neptune gefunden, und jetzt richtet das Raumschiff seinen Blick auf den nördlichen Himmel und wird hoffentlich noch mehr finden. Ich kann es kaum erwarten zu sehen, was als nächstes auftaucht, und ich bin sicher, dass ich Ihnen in einem Jahr ein weiteres großes Update geben werde.
