Місія ЄКА CHEOPS (Characterizing Exoplanets Satellite) оголосила про своє перше відкриття. Він називається WASP-189 b і має надзвичайно високу температуру 3200 °C (5790 °F), спекотніше, ніж деякі зірки. Вони називають цю планету «наджарким Юпітером».
Завдання CHEOPS — не знайти екзопланети, а дізнатися більше про екзопланети, відкриті іншими місіями, як-от Кеплер і TESS . CHEOPS призначений для дослідження відомих екзопланет, що обертаються навколо яскравих, близьких зірок. Метою є визначення розмірів цих планет, що призведе до кращого розуміння їх маси, складу, щільності та формування. Місія була запущена в грудні 2019 року з запланованою тривалістю 3,5 роки.
«Хеопс має унікальну «подальшу» роль у вивченні таких екзопланет».
Кейт Ісаак, науковець проекту Хеопса в ЄКА.
Виявлені деталі WASP-189 b були оголошені в новій статті під назвою « Спекотний день і асиметричний транзит WASP-189 b побачив CHEOPS ». Головний автор – Моніка Лендл з Женевського університету. Стаття опублікована в журналі Astronomy and Astrophysics.
Сила CHEOPS походить від його надточних вимірювань світла, коли екзопланети обертаються навколо своїх зірок. Він оснащений охолоджуваною ПЗС-матеріалом у фокальній площині 32 см (12,6 дюйма) телескопа Річі-Кретьєна в центрі космічного корабля. Це особливо ефективно, якщо дивитися на екзопланети в діапазоні мас від суперземлі до Нептуна. (Приблизно від 1 до 6 радіусів Землі.)
Як надгарячий Юпітер, WASP-189 b схожий на газового гіганта нашої Сонячної системи, за винятком того, що він обертається навколо своєї зірки на дуже близькій відстані. Екзопланета обертається навколо своєї зірки в 20 разів ближче, ніж Земля навколо Сонця. Це нагріває планету до таких екстремальних температур.
Цей графік показує деякі ключові факти про WASP 189 b, визначені місією CHEOPS ЄКА. Автор зображення: ESA
«Відомо, що навколо настільки гарячих зірок існує лише кілька планет, і ця система, безумовно, найяскравіша», — сказав провідний автор дослідження Лендл. прес-реліз . «WASP-189b також є найяскравішим гарячим Юпітером, який ми можемо спостерігати, коли він проходить перед або позаду своєї зірки, що робить всю систему дійсно інтригуючою».
Планета настільки яскрава, що її світло все ще можна побачити, навіть якщо вона закрита її зіркою. «Оскільки планета настільки яскрава, насправді ми бачимо помітне зниження світла, яке виходить від системи, оскільки воно ненадовго зникає з поля зору», — пояснив Лендл. «Ми використали це, щоб виміряти яскравість планети та обмежити її температуру до пекучих 3200 градусів C».
Цей малюнок із дослідження показує криву освітленості CHEOPS, що спостерігається від чотирьох потьмарень зіркою-господарем. Кожна сіра крапка є точкою даних, чорні крапки — це дані, зібрані з 20-хвилинними інтервалами, а червона лінія представляє остаточну модель окультації, до якої прийшли дослідники. (Див. дослідження для більш детального пояснення.) Image Credit: Lendl et al, 2020.
Ця екстремальна планета зовсім не схожа на нашу Сонячну систему, хоча в минулому Юпітер, ймовірно, був набагато ближче до Сонця, ніж зараз. The грандіозна гіпотеза говорить, що Юпітер мігрував на відстані 1,5 а.о. від Сонця. Але незважаючи на те, що це набагато ближче, ніж поточна орбіта Юпітера 5,2 а.о., вона далеко не так близько, як WASP-189 b до своєї зірки-господаря.
Планета настільки спекотна, що її неможливо уявити. Він досить гарячий, щоб не тільки розплавити залізо, але і перетворити його на газ. Отже, якщо якийсь організм не зрозуміє, як дихати залізом, немає шансів прижити до чогось такого гарячого.
Після спостереження за планетою, яка проходить позаду своєї зірки, ХЕОПС спостерігав за тим, як два міняються місцями, а WASP-189 b пройшов перед зіркою-господарем. Транзити екзопланет є багатим джерелом інформації. Команда дослідників дізналася багато нового про форму, розміри та орбітальні характеристики планети під час її проходження. Вони дізналися, що WASP-189 b насправді більше, ніж вважалося: її радіус майже в 1,6 рази більше, ніж у Юпітера.
На цьому малюнку показано обидві криві освітленості, які спостерігає CHEOPS: під час затемнення та під час транзиту. Автор зображення: ESA
Але не тільки незвичайні характеристики планети викликають інтерес. Сама ведуча також незвичайна.
«Він обертається так швидко, що його витягують назовні на екваторі!»
Провідний автор Моніка Лендл
«Ми також побачили, що сама зірка цікава – вона не ідеально кругла, але більша і холодніша на екваторі, ніж на полюсах, завдяки чому полюси зірки здаються яскравішими», – сказав Лендл. «Він обертається так швидко, що його витягують назовні на екваторі! До цієї асиметрії додається той факт, що орбіта WASP-189 b нахилена; вона не обертається навколо екватора, а проходить близько до полюсів зірки».
Ця нахилена орбіта натякає на хаотичне минуле, як це робить Уран у нашій Сонячній системі. Уран нахилений вбік порівняно з іншими планетами, і це, ймовірно, результат стародавнього зіткнення з іншою протопланетою в перші роки становлення Сонячної системи.
Немає впевненості щодо того, що могло спричинити орбітальний нахил WASP-189 b, але це частина таємниці, що оточує утворення гарячих і ультрагарячих Юпітерів.
«Оскільки ми вимірювали такий нахил за допомогою Хеопса, це говорить про те, що WASP-189 b зазнав таких взаємодій у минулому», — додав провідний автор Лендл, посилаючись на те, як планети борються за положення в молодій сонячній системі або як могла взаємодія з іншими зірками. призводять до нахилу планет.
Враження художника від CHEOPS © ESA / ATG medialab
Астрономи справедливо в захваті від цього першого результату CHEOPS. Існує багато питань про екзопланети, і планетарні вчені проводять численні плідні напрямки досліджень екзопланет. «Цей перший результат Хеопса надзвичайно захоплюючий: це раннє остаточне свідчення того, що місія виконує свої обіцянки з точки зору точності та продуктивності», — сказала Кейт Ісаак, науковець проекту Хеопса в ESA.
У своїй статті автори також дають змогу оцінити потужність і точність космічного корабля. «Ці спостереження демонструють здатність CHEOPS виявляти неглибокі сигнали з надзвичайно високим рівнем точності, тим самим ілюструючи потенціал майбутніх досліджень атмосфер екзопланет за допомогою CHEOPS».
Каталог екзопланет продовжує зростати; зараз ми знаємо про тисячі з них, і немає підстав вважати, що ми не знайдемо їх у більшості зірок. Хоча TESS все ще працює, а вчені знаходять більше планет у його даних, CHEOPS має розповісти нам більше про ці планети.
«Хеопс має унікальну «подальшу» роль у вивченні таких екзопланет», — додав Ісаак. «Він буде шукати транзити планет, які були виявлені з землі, і, де це можливо, більш точно вимірятиме розміри планет, які вже проходять через свої зірки. Відстежуючи екзопланети на їхніх орбітах за допомогою Хеопса, ми можемо на першому етапі охарактеризувати їх атмосферу та визначити наявність та властивості будь-яких присутніх хмар».
«Для найбільш сприятливих об’єктів CHEOPS буде проводити спостереження за фазовою кривою, виявляючи поздовжній розподіл хмар в атмосфері планет», – йдеться у дослідженні. CHEOPS також має гнучкість місії, щоб досліджувати екзопланети на широкій ділянці неба, що означає, що він може витрачати свій час на найбільш перспективні екзопланети. Це відрізняє його від місії полювання на планети, як-от Kepler, яка залишалася зосередженою на одній ділянці неба, шукаючи докази планетарних транзитів.
Місія CHEOPS є першою з трьох місій, які ЄКА планує розширити наше розуміння екзопланет. Два інших є тарілка (ПЛАНЕТНІ ТРАНЗІТИ І Коливання зірок) і АРІЕЛЬ (Велике дослідження інфрачервоної екзопланети дистанційного зондування атмосфери.) До цих місій залишилося кілька років, але вони мають багато обіцянок. На даний момент це залежить від CHEOPS.
«Хеопс не лише поглибить наше розуміння екзопланет, — сказав Ісаак, — а й нашої власної планети, Сонячної системи та більш широкого космічного середовища».
Більше:
- Прес-реліз: Перші результати від Хеопса: спостерігач за екзопланетами ЄКА відкриває екстремальний інопланетний світ
- Нове дослідження: Спекотний день і асиметричний транзит WASP-189 b побачив CHEOPS
- Всесвіт сьогодні: Ось перші фотографії від CHEOPS