Kozmická loď NASA Kepler objavila väčšinu potvrdených exoplanét, o ktorých vieme. Ale jeho nástupca TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ho začína dobiehať. Nový výskum oznamuje validáciu ďalších ôsmich kandidátov na TESS, z ktorých všetci sú super-Zemami.

Misia na lov planét TESS má presnejší cieľ ako jej predchodca Kepler. TESS je špeciálne navrhnutý na detekciu exoplanét, ktoré prechádzajú popred jasné hviezdy v blízkosti Zeme. Našlo sa asi 400 potvrdených exoplanét, no zoznam exoplanét čakajúcich na potvrdenie obsahuje takmer 6000 kandidátov. Existujú len dva spôsoby, ako potvrdiť všetky tieto exoplanéty: ďalšie pozorovania a štatistické metódy.

To, po čom všetci títo neistí kandidáti siahajú, sú dáta. Skrývajú sa v údajoch TESS a čakajú na šikovných vedcov, ktorí ich overia. Odhaliť ich môže viac pozorovaní, no nie osamote.

Projekt Validation of Exoplanet Transits Using Statistical Tools (VaTEST) využíva štatistické nástroje a strojové učenie na prehrabanie všetkých údajov TESS a hľadanie nepolapiteľných exoplanét. V projekte VaTEST môžu vedci nielen potvrdiť existenciu planét pri práci okolo falošných poplachov; Sú tiež schopní identifikovať atmosféry exoplanét vhodné na ďalšie štúdium.

Tím vedcov prezentoval svoje výsledky vo výskumnej práci s názvom „VaTEST III: Overenie 8 potenciálnych obrovských terestriálnych planét z údajov TESS.Ich dokument je predmetom revízie v Publications of the Australian Astronomical Society av súčasnosti je v predtlači. Hlavným autorom je Priyashkumar Mistry, Ph.D. Študent na University of New South Wales, Austrália.

Falošné pozitíva sú pretrvávajúcim problémom v exoplanetárnej vede. Keď sa nad tým zamyslíte, je ľahké pochopiť prečo. TESS hľadá malé poklesy hviezdneho svetla okolo vzdialených hviezd spôsobené exoplanétou prechádzajúcou popred hviezdy. Jeden záblesk nestačí; Potrebujeme ich veľa a musia mať rytmus. Ale iné veci môžu vyvolať falošný dojem o tranzitujúcej planéte, napríklad zákrytové dvojhviezdy. To dokážu aj prirodzené výkyvy hviezdy Oblak signálu.

TESS teda zhromaždil obrovské množstvo údajov, s ktorými sa treba vysporiadať, triediť falošné pozitíva od skutočných signálov, a to je to, čo robí VaTEST. V tomto dokumente tím potvrdil osem ďalších super-Zeme.

„Overili sme osem potenciálnych obrovských pozemných živočíchov pomocou kombinácie údajov z pozemných teleskopov, zobrazovania s vysokým rozlíšením a štatistického validačného nástroja známeho ako TRICERATOPS,“ napísali autori.

Nielenže našli osem ďalších super-Zem, ale identifikovali šesť, ktoré sú výbornými kandidátmi na ďalšie štúdium. „Zo všetkých týchto overených planét šesť z nich spadá do oblasti známej ako „jadrové planéty“, vďaka čomu sú obzvlášť zaujímavé na štúdium,“ vysvetľujú vedci.

Jadrová planéta je myšlienka, ktorá má korene v biológii. V biológii je primárny druh ten, ktorý definuje celý ekosystém. Dobrým príkladom toho sú koraly v koralových útesoch. Koralové útesy sú odlišným ekosystémom ukotveným koralmi.

V exoplanetárnej vede je materská planéta planéta, ktorá pomáha vysvetliť celkový počet exoplanét. Pomáha najmä vysvetľovať Polomerová medzera Vidíme v exoplanetárnych skupinách. Planét s priemerom medzi 1,5 a 2 polomermi Zeme je málo. Príčinou je pravdepodobne strata hmoty z fotoodparovania. Silné žiarenie hviezdy, najmä v jej

„Je pozoruhodné, že planéty v rámci skúmaného rozsahu veľkostí v našej slnečnej sústave chýbajú, takže ich štúdium je rozhodujúce pre získanie prehľadu o vývojových štádiách medzi Zemou a Neptúnom,“ vysvetľujú autori. „Tieto jadrové planéty hrajú kľúčovú úlohu pri zlepšovaní nášho chápania fenoménu údolia polomeru okolo hviezd s nízkou hmotnosťou.“

Ďalší koncept súvisiaci so super-Zemami a polomerovou medzerou sa zameriava na to, prečo niektoré planéty strácajú svoju atmosféru a klesajú pod medzeru a prečo niektoré planéty nestratia svoju atmosféru. Nazýva sa to „kozmické pobrežie“ a ide o štatistický trend, ktorý navzájom spája exoplanéty.

Kozmické pobrežie je deliacou čiarou medzi planétami, ktoré si zachovali svoju atmosféru, a planétami, ktoré ju stratili v dôsledku XUV žiarenia vychádzajúceho z ich hviezd.

„V tejto štúdii sme overili osem exoplanét pomocou TESS, pozemskej prechodnej fotometrie, zobrazovania s vysokým rozlíšením a nástroja na štatistickú validáciu,“ vysvetľujú autori. Vedci tvrdia, že na ich lepšie pochopenie sú potrebné presnejšie merania hmotnosti a že pre tri planéty môžu byť tieto presnejšie merania možné.

Nielenže sú niektoré z týchto planét v polomerovej medzere, ale dve z nich sú vhodné na ďalšie štúdium atmosféry pomocou vesmírneho teleskopu Jamesa Webba a jeho výkonných nástrojov. „Zistili sme tiež, že dve z overených planét, TOI-771b a TOI-4559b, sú prístupné transmisnej spektroskopii pomocou vesmírneho teleskopu Jamesa Webba,“ napísali autori. Keď sa navrhoval a staval vesmírny teleskop Jamesa Webba, vedci dúfali, že bude schopný preskúmať atmosféru super-Zeme. Žiadny z týchto svetov neexistuje v našej slnečnej sústave, takže dešifrovanie ich atmosfér nám môže pomôcť pochopiť, kde sa superexoplanéty zapadajú do populácií exoplanét, ako sa vyvíjajú a ako súvisia s polomerom a kozmickým pobrežím.

Tím simuloval atmosféru super-Zeme a tiež to, čo by pravdepodobne videl vesmírny teleskop Jamesa Webba, keď skúmal atmosféru. Výsledky boli zaujímavé, vykazovali známky oxidu uhličitého, vody a čo je najzaujímavejšie, metánu. Metán by mohol slúžiť ako biologický podpis, aj keď existuje veľa neistoty. Jeho nájdenie v atmosfére akejkoľvek exoplanéty pomôže vedcom plne pochopiť jeho prítomnosť, či už slúži ako skutočný biologický podpis alebo nie.

„Na potvrdenie našej analýzy prenosových spektier sú však potrebné skutočné pozorovania planét overené vesmírnym teleskopom Jamesa Webba,“ uzavrel výskum.