TESS yad dünyaları necə ovlayacaq

Bir rəssamın Keçən Ekzoplanet Tədqiqatı Peyki (TESS) və bəzi planet ocaqları haqqında təəssüratı. NASA vasitəsilə görüntü.


ViaKavli Vəqfi

Ekzoplanetlərin və ev sahibliyi edə biləcəkləri yad həyatın axtarışında yeni bir dövr başladı. Bir SpaceX raketi üzərində, Transit Ekzoplanet Tədqiqat Peyki (TESS)18 Aprel 2018 tarixində başladı. Önümüzdəki iki il ərzində TESS, Yerə 200.000 -ə yaxın və ya ən yaxın ulduzu tarayacaq.ekzoplanetlərulduzlarının üzünü keçir.


TheKavli Vəqfimövzusunda iki alimlə söhbət etdiTESS missiyasıKainatdakı ilk 'Yer əkizini' tapmaq məqsədi ilə inkişafına və inqilabi elminə bir nəzər salmaq. İştirakçılar idiGreg Berthiaume, TESS missiyası üçün alət meneceri vəDiana Dragomir, MIT Kavli Astrofizika və Kosmik Tədqiqatlar İnstitutunda Hubble postdoktorluq əməkdaşı.

****

Kavli Vəqfi: Böyük şəkildən başlayaraq TESS niyə vacibdir?

Diana Dragomir: TESS, böyük bir şey kimi görünməyən minlərlə ekzoplanet tapacaq, çünki biz təxminən 4000 -ə yaxın bilirik. Ancaq kəşf edilən planetlərin əksəriyyəti, ölçülərini və orada olduqlarını bilməkdən başqa bir şey edə bilməyimiz üçün çox uzaqdır. Fərq ondadır ki, TESS bizə çox yaxın olan ulduzların ətrafında planetlər axtaracaq. Ulduzlar bizə yaxınlaşdıqda, bizim baxımdan daha parlaq olurlar və bu, ətrafdakı planetləri daha asan kəşf etməyimizə və öyrənməyimizə kömək edir.




Diana Dragomir, kiçik ekzoplanetlər üzərində araşdırma aparan müşahidəçi astronomdur. MIT Kavli Astrofizika və Kosmik Tədqiqatlar İnstitutunda Hubble postdoktorluq işçisidir.

Greg Berthiaume: TESS -in gördüyü işlərdən biri, 'kainatda başqa bir həyat varmı?' Əsas sualına cavab verməkdir. İnsanlar bunu min illərdir maraqlandırır. İndi TESS bu suala birbaşa cavab verməyəcək, ancaq Diananın dediyi kimi, orada başqa həyatın harada olduğunu görmək üçün bizə məlumat əldə etmək yolunda bir addımdır. Suallar yarada bildiyimizdən bəri mübarizə apardığımız və sorğu -sual etdiyimiz bir şeydir.

TKF: TESS -dən tam olaraq nə tapacağını gözləyirsiniz?

Dragomir: TESS, ehtimal ki, 100-dən 200-ə qədər Dünya ölçüsündə dünyanı, həmçinin Yupiterə qədər olan minlərlə daha çox ekzoplaneti tapacaq.


Berthiaume: Yerin analoqu olan planetləri tapmağa çalışırıq, yəni ölçüləri, kütləsi və sair kimi xüsusiyyətlərinə görə Yerə bənzəyəcəklər. Bu o deməkdir ki, cazibə qüvvəsi Yer kürəsinə bənzər atmosferi olan planetləri tapmaq istəyirik. Suyun səthlərində maye ola biləcəyi qədər soyuq olmayan və hər zaman suyun donduğu qədər soyuq olmayan planetləri tapmaq istəyirik. Bir ulduzun 'yaşayış zonasında' yerləşən bu 'Goldilocks' planetlərini adlandırırıq. Həqiqətən hədəfimiz budur.

Dragomir: Tam doğru. İlk 'Yer əkizi' ni tapmaq istəyirik. TESS əsasən qırmızı cırtdanların yaşadığı zonada planetlər tapacaq. Bunlar ulduzlardır, Günəşdən bir qədər kiçik və soyuqdur. Qırmızı cırtdan ətrafındakı bir planet, günəşimiz kimi daha isti bir ulduzla olandan daha ulduzuna daha yaxın bir orbitdə yerləşə bilər və bu gözəl Goldilocks temperaturunu qoruyub saxlaya bilər. Yaxın orbitlər daha çox keçidlərə və ya ulduz keçidlərinə çevrilir ki, bu da qırmızı cırtdan planetlərin günəşə bənzər ulduzların ətrafındakı planetlərdən daha asan tapılmasını və öyrənilməsini asanlaşdırır.

Astronomlar, TESS məlumatlarını itələmək və günəşə bənzər ulduzların yaşadığı zonada bəzi planetlər tapmaq yolları üzərində çox çalışırlar. Çətindir, çünki bu planetlərin orbital dövrləri daha yaxındır-illər, yaxın planetlərə nisbətən. Bu o deməkdir ki, planetlərin ulduzlarında kifayət qədər keçdiyini aşkar etmək üçün bir planet aşkarladığımızı söyləmək üçün daha çox müşahidə vaxtına ehtiyacımız var. Ancaq ümid edirik, buna görə də bizi izləyin!

TESS, səmadakı ən parlaq ulduzların ətrafında orbitdə olan minlərlə ekzoplaneti kəşf edəcək. İlk dəfə kosmosda olan bütün səma tranzit araşdırması, Yer ölçüsündən qaz nəhənglərinə qədər, ulduz növləri və orbital məsafələr arasında olan planetləri müəyyən edəcək. Heç bir yerüstü araşdırma bu nailiyyəti əldə edə bilməz. NASA -nın Goddard Kosmik Uçuş Mərkəzi/CI Laboratoriyası vasitəsi ilə görüntü.


TKF: TESS tərəfindən kəşf edilən planetlərdən hər hansı birinin potensial olaraq yaşaya biləcəyini görmək üçün nə görmək lazımdır?

Dragomir: Sadəcə dediyimiz bütün səbəblərə görə planetin ölçüsünə görə Yerə yaxın olmasını istəyirik, amma bununla bağlı kiçik bir problem var. Bu növ planetlərin, qaya kütləsini nə qədər təşkil etdiyinə görə, ehtimal ki, olduqca kiçik atmosferlərə sahib olacaqlar. Bir çox teleskopun bir atmosferə ətraflı baxa bilməsi üçün əslində planetin əhəmiyyətli bir atmosferə sahib olması lazımdır.

Bunun səbəbi ötürmə spektroskopiyası adlanan bir texnikadır. Planet ulduzu keçərkən planetin atmosferindən keçən ulduzun işığını toplayır. Bu işıq, atmosferin tərkibini müəyyən etmək üçün analiz edə biləcəyimiz planet atmosferinin bir spektri ilə bizə gəlir. Atmosfer nə qədər çox olsa, spektrdə iz qoyan və bizə daha böyük bir siqnal verən daha çox material var.

Ulduzdan gələn işıq çox az bir atmosferdən keçirsə, Yer kürəsi ilə baxdığımız kimi, siqnal çox kiçik olardı. TESS -in tapdıqlarına əsaslanaraq, çoxlu atmosferi olan daha böyük planetlərdən başlayacağıq və daha yaxşı alətlər əldə etdikcə, atmosferi daha az olan kiçik planetlərə doğru irəliləyəcəyik. Çox güman ki, yaşaya biləcək sonuncu planetlərdir.

Berthiaume: Atmosferdə axtardığımız şey su buxarı, oksigen, karbon dioksid kimi şeylərdir - həyatımızda ehtiyac duyduğumuz və həyatın istehsal etdiyi atmosferimizdə gördüyümüz standart qazlar. Dünyadakı həyatla uyğun olmayan pis şeyləri də ölçməyə çalışacağıq. Məsələn, dünyanın atmosferində çox miqdarda ammonyak olsaydı, biologiya üçün pis bir şey olardı. Metan kimi karbohidrogenlər də çox yüksək bir miqdarda problemli olardı.

Greg Berthiaume, TESS missiyasının Alət Meneceridir. Massachusetts Texnologiya İnstitutunun (MIT) Linkoln Laboratoriyasına əsaslanaraq, MIT Kavli Astrofizika və Kosmik Tədqiqatlar İnstitutunun üzvüdür.

TKF: Diana, ixtisasınız Neptundan daha kiçik olan ekzoplanetlərdir - Yerdən dörd qat böyük planet. Bu cür dünyalar haqqında ümumi məlumatımız nədir və TESS tədqiqatınıza necə kömək edəcək?

Dragomir: Bu planetlər haqqında bildiyimiz bir şey, Neptundan daha böyük planetlərlə müqayisədə son dərəcə yaygın olmasıdır. Yəni bu yaxşıdır. Buna görə də TESS -dən Neptundan daha kiçik planetlərin çoxunu axtarmağımızı gözləyirik.

Az danışdığımız atmosfer izlərini əldə etmək üçün kiçik olsa da, ulduzlar yaxın və işıqlı olsaydı, yaxşı araşdırmalar aparmaq üçün kifayət qədər işıq ala bilərdik. Ümid edirəm ki, Neptun ölçüsündən daha aşağıya düşəcəyik və Yerdən iki dəfə böyük planetlər olan 'super Yerlərin' atmosferinə baxmağa başlayacağıq. Günəş sistemimizdə heç bir super Yer yoxdur, buna görə də bu cür dünyalardan birinə yaxından baxmaq istərdik. Və bəlkə də, həqiqətən, həqiqətən yaxşı bir planetar namizəd tapsaq, Yer ölçüsündə bir planetin atmosferinə baxmağa başlaya bilərik.

Araşdırmalarımla, TESS -in həqiqətən kömək edə biləcəyi başqa bir şey, Neptun kimi çox qazlı bir planetlə Yer kimi çox qayalı bir planet arasındakı sərhədin müəyyənləşdirilməsidir. Bunun əsasən kütləvi bir məsələ olduğuna inanırıq; çox kütləyə malikdir və planet qalın bir atmosferə sığınmağa başlayır. Hal -hazırda, bu həddin harada olduğunu bilmirik. Və bu o qədər vacibdir ki, bir planetin qayalı və potensial olaraq yaşaya biləcəyini, ya da qazlı və yaşanmaz olduğunu bilirik.

TKF: Greg, TESS Instrument Manager olaraq, missiyanın müvəffəqiyyəti üçün çiyinlərinizə minir. İşiniz haqqında bir az məlumat verə bilərsinizmi?

Berthiaume: Alət meneceri olaraq işim bir elm işindən fərqlidir. Mənim işim, bütün uçuş parçalarının, dörd uçuş kamerasına daxil olan bütün hissələrin və görüntü emal cihazlarının birlikdə oynadığını və işlədiyini və Diananın gedib ekzoplanetləri araşdırmağa davam etməsi üçün bizə lazım olan böyük məlumatları verdiyindən əmin olmaq idi. . Missiyadakı şəxsi rolum, başladıqdan qısa müddət sonra başa çatır. Peykin gözlədiyimiz məlumatları təqdim etdiyini və ortaya çıxa biləcək hər hansı bir sürprizlə qarşılaşdığımızı nümayiş etdirdikdən sonra hərəkətə keçirəm və məlumatlar elm ictimaiyyətinə ötürülür.

Məlumatın keyfiyyətinin mümkün olduğu qədər yüksək olması üçün mütləq məsuliyyət hiss edirəm. TESS -də uçan kameraları qurmaq üçün illərlə çox adam çalışdı və bu komandanın bir hissəsi olmaq çox xoş oldu.

TKF: Avropa Kosmik Agentliyinin Ariel və Platon peykləri kimi yeni ekzoplanet missiyalarının 2020 -ci illərin sonunda başlayacağı planlaşdırılır. Gələcək kosmik gəmilər TESS -in işini necə tamamlaya və inkişaf etdirə bilər?

Dragomir: TESS -in ən üstün cəhəti, öyrənmək istədiyimiz planetlərin ən yaxşı variantları baxımından seçim etməyimiz üçün çox şey verəcəkdir. Bu yolla, TESS, seçilmiş ekzoplanet qrupunun atmosferini dərindən öyrənmək olan Arielin missiyasına zəmin hazırlayacaq.

Platon missiyası yaşaya bilən planetləri axtaracaq, ancaq günəş kimi daha böyük ulduzlar ətrafında, TESS isə daha kiçik ulduzlar ətrafında yaşaya bilən planetləri axtarmağa diqqət yetirəcək. Bununla xoşbəxtəm, çünki TESS ilə yalnız qırmızı cırtdan ulduzlara baxaraq bütün yumurtalarımızı bir səbətə yığmağımızı istəmirəm. Bu qırmızı cırtdanların ətrafındakı planetlər hazırda çox həyəcanlıdır, çünki öyrənmək daha asandır və ulduzlarını daha tez -tez ötürürlər, bu da onları tapmağı asanlaşdırır. Ancaq eyni zamanda qırmızı cırtdanlar Günəşdən daha aktivdirlər. Bir ulduz aktiv olduqda, bu, tez -tez məşəl adlanan radiasiya partlayışlarını xaric edir. Bu alovlar bir planetin atmosferinə çox zərər verə bilər və dünyanı yaşanmaz hala gətirə bilər.

Sonda, əlbəttə ki, günəşə bənzəyən bir ulduzun ətrafında yaşayırıq və indiyə qədər kainatda bildiyimiz yeganə 'biz' bizik. Bu səbəblərdən, Platonun tamamən bir araya gələrək günəş ətrafında TESS -in tapa bilməyəcəyi planetləri tapması çox xoşdur.

TKF: TESS -in yeni dünyalarla bağlı ilk kəşflərinin nə vaxt bildiriləcəyini gözləyirsiniz?

Berthiaume: Birincisi, TESS -in özünəməxsus orbitinə daxil olması bir az vaxt aparacaq. İlk dəfədir ki, bir kosmik gəmini Yerdən və Aydan cazibə qüvvəsi TESS-i həm orbit baxımından, həm də termal baxımdan çox sabit saxlayacağı yeni bir uzaq məsafəli, yüksək elliptik orbitə qoyuruq. İlk altı həftə ərzində baş verəcək hadisələrin böyük bir hissəsi yalnız son orbitə çatmaqdır.

Alətlərin gözlənildiyi kimi işlədiyinə əmin olmaq üçün məlumatların toplanacağı və məlumat emal boru kəmərimizin işə salınması üçün bir müddət var. Düşünürəm ki, bu yay maraqlı nəticələr görməyə başlayacağıq.

TKF: TESS yeni dünyalardan başqa kainat haqqında başqa nələri ortaya çıxara bilər?

Dragomir: TESS göyün çox hissəsini müşahidə etdiyinə görə, ulduzları keçən ekzoplanetləri deyil, real vaxtda baş verən bir çox şeyi görəcək. O ulduzlara gəldikdə, TESS ilə asteroseismologiya edərək onların xüsusiyyətləri haqqında çox şey öyrənə bilərik və hətta kütlələrini də dəqiq ölçə bilərik. Bu texnika, səs dalğaları ulduzların içindən keçərkən parlaqlıq dəyişikliklərini izləməyi əhatə edir - zəlzələlər zamanı seysmik dalğaların Yerin qayası və ərimiş içlərindən necə keçdiyi kimi.

Qırmızı cırtdan ulduzların ətrafındakı yaxın və mülayim planetlərin yaşayış üçün yararsız hala gətirə biləcəyi ulduzların alovlanma fəaliyyətini də öyrənəcəyik.

Ölçüləri irəliləyən elm adamları kiçik qara dəliklərin dəlilləri üçün TESS məlumatlarını araşdırmaq istəyəcəklər. Böyük ulduzlar partladıqda əmələ gələn bu həddindən artıq cisimlər, hələ də 'canlı' olan normal ulduzların ətrafında fırlana bilir. Bu sistemlər, bu qara dəliklərin necə meydana gəldiyini və yoldaş ulduzlarla necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu daha yaxşı anlamağa kömək edəcək.

Və nəhayət, daha da böyük olan TESS, kvazar adlanan qalaktikalara baxacaq. Bu ultra parlaq qalaktikalar, nüvələrindəki supermassiv qara dəliklər ilə təchiz edilmişdir. TESS, qara dəliklərinin dinamikası ilə əlaqələndirə biləcəyimiz kvazarların parlaqlığının necə dəyişdiyini izləməyimizə kömək edəcək.

TKF: Hubble Kosmik Teleskopunun varisi kimi qiymətləndirilən James Webb Kosmik Teleskopu, uzun müddətdir ki, TESS tərəfindən tapılan perspektivli ekzoplanetlərin detallı müşahidələrini aparmaq üçün əsas vasitə kimi danışılır. Bununla birlikdə, James Webb -in bir neçə dəfə təxirə salınması, daha bir il, 2020 -ci ilədək təxirə salındı. Davam edən James Webb gecikmələri TESS missiyasına necə təsir edəcək?

Dragomir: James Webb gecikməsi o qədər də problem deyil, çünki bizə TESS ilə böyük hədəf planetləri toplamaq üçün daha çox vaxt verir. Namizəd ekzoplanetləri həqiqətən müşahidə etmək və onların atmosferini öyrənmək üçün James Webb -dən istifadə etməzdən əvvəl, əvvəlcə planetlərin gerçək olduğunu təsdiq etməliyik - planetlərin düşündüklərimizin, məsələn, ulduz fəaliyyətindən qaynaqlanan yanlış pozitivlər olmadığını. Bu təsdiq prosesi, yerüstü teleskopların dəstək müşahidələrindən istifadə edərək, həftələr çəkir. Bundan sonra planetlərin kütləsini əldə etmək üçün həftələr -aylar çəkəcək. Planetlərin kütləsi ilə müəyyən edilən cazibə qüvvələri sayəsində, ev sahibi ulduzların zamanla hərəkətlərində nə qədər kiçik 'titrəmələr' yaşamasına səbəb olduğunu qeyd edərək ölçürük.

Bu kütləyə sahib olduqdan sonra, TESS aşkarlanması zamanı ulduz işığının nə qədər bloklandığına əsaslanaraq ekzoplanetin ölçüsünü əldə etdikdən sonra onun sıxlığını ölçə və daşlı və ya qazlı olub olmadığını müəyyən edə bilərsiniz. Bu məlumatlarla, hansı planetlərə üstünlük verəcəyimizə qərar vermək daha asan olar və James Webb'in atmosferləri haqqında bizə söyləyəcəklərindən daha çox məna verə bilərik.

TKF: Kosmik gəmilərin bəzən içərisində yumoristik və ya hətta dərin əlavə elementlər var. Bir nümunə: Tac Mahal və quş mahnısı da daxil olmaqla yer üzündəki həyat və sivilizasiya şəkillərini və səslərini özündə cəmləşdirən əkiz Voyager kosmik gəmisindəki 'Qızıl Rekordlar'. TESS -ə daxil olan belə maddələr varmı? Hər hansı bir incə istehsalçının işarələri və ya mesajları?

Berthiaume: TESS ilə birlikdə uçan şeylərdən biri, kosmik gəminin inkişafı və inşası üzərində çalışan bir çox insanın imzası olan metal lövhədir. Bu, bizim üçün həyəcanlı bir şey idi.

Dragomir: Əla. Bunu bilmirdim!

Berthiaume: Ayrıca, NASA, dünyanın hər yerindən insanları ekzoplanetlərin görünə biləcəyini düşündükləri rəsmləri təqdim etməyə dəvət edən beynəlxalq bir yarışma keçirdi. Çox uşaqların iştirak etdiyini bilirəm. Bu rəsmlərin hamısı bir barmaq sürücüsünə skan edildi və TESS ilə birlikdə uçur. Kosmik gəminin orbiti ən azı bir əsr sabitdir, buna görə lövhə və rəsmlər uzun müddət kosmosda olacaq!

- Adam Hadhazy, Bahar 2018

Aşağı xətt: İki alim TESS missiyasını müzakirə edir.