Экзопланетный телескоп TESS впервые обнаружил планету размером с Землю

Телескоп Transiting Exoplanets Survey Satellite (TESS) обнаружил в одной из ближайших систем планету размером с Землю, а также теплый субнептуновый мир. Исследование описано в статье журнала Astrophysical Journal Letters.

«Очень волнительно, что TESS, запущенный всего около года назад, уже меняет правила игры в поиске планет, — говорит соавтор исследования Джоанна Теске. — Космический аппарат обозревает небо, а мы сотрудничаем с сообществом TESS для обнаружения потенциально интересных целей и дополнительных наблюдений при помощи наземных телескопов и инструментов».

Один из таких инструментов — Planet Finder Spectrograph (PFS), установленный на телескопе Магеллан II в Чили — стал важной частью открытия. Он помог подтвердить планетарную природу сигнала TESS и измерить массу нового субнептуна.

HD 21749c, первая планета размером с Землю, найденная экзопланетным телескопом TESS, и теплый субнептун HD 21749b в представлении художника / © Robin Dienel/Carnegie Institution for Science

PFS использует технику под названием «метод Доплера», который остается, по сути, единственным способом, при помощи которого астрономы могут измерить массы отдельных планет. Сложно определить плотность планеты или ее общий химический состав, не зная ее массы.

Метод заключается в использовании факта о том, что не только гравитация звезды влияет на планету на ее орбите, но и гравитация планеты влияет на звезду. PFS позволяет астрономам регистрировать маленькие изменения орбиты звезды, возникающие из-за гравитации планеты.

Полная орбита субнептуна HD 21749b — примерно 36 дней, это самый длительный период из всех планет, открытых TESS на сегодня. Учитывая технику, используемую аппаратом, предполагается, что орбитальный период обнаруженных миссией планет составит менее десяти дней. Учитывая этот факт, HD 21749b — необычная находка.

Масса материнской звезды планеты — примерно 80% солнечной. Она находится в 53 световых годах от Земли. Масса HD 21749b примерно в 23 раза превышает земную, а ее радиус — примерно в 2,7 раза больше земного. Плотность планеты указывает на то, что у нее есть плотная атмосфера, но сама она некаменистая — это может помочь астрономам понять состав и эволюцию атмосфер более холодных субнептуновых планет.

Интересно также, что этот субнептун — не единственная планета в системе. У нее есть соседка — HD 21749c, совершающая полный оборот вокруг звезды примерно за восемь дней. К тому же она гораздо меньше HD 21749b — ее размер сопоставим с земным.

«Будет сложно точно измерить массу и состав такой маленькой планеты, но это важно для сравнения HD 21749c с Землей, — рассказал соавтор исследования Шэрон Ван. — Команда PFS из Института Карнеги продолжает собирать данные об объекте именно с этой целью».

Благодаря телескопу TESS астрономы впервые смогут измерить массы, атмосферный состав и другие свойства множества экзопланет небольших размеров. Несмотря на то что в Галактике есть множество небольших экзопланет, нам предстоит многое узнать об их отличиях и о том, как они соотносятся с планетами в Солнечной системе.