De Transiting Exoplanet Survey Telescope van NASA werd in april 2018 gelanceerd. Na een paar maanden testen was het klaar om de zuidelijke hemel in kaart te brengen, op zoek naar planeten in een baan om sterren in de buurt.
We zijn nu iets meer dan een jaar bezig met de missie, en op 18 juli heeft TESS zijn aandacht verlegd naar het noordelijk halfrond en de jacht op planeten in de noordelijke hemel voortgezet.
Als onderdeel van deze verschuiving heeft NASA een handvol fascinerende nieuwe planeten aangekondigd die door TESS zijn verschenen, waaronder een aantal werelden in categorieën die nog nooit eerder zijn gezien.
Hoeveel bevestigde exoplaneten hebben astronomen tot nu toe gevonden? Ten tijde van deze opname heeft het Exoplanet-archief van NASA een catalogus van 4.301 werelden die we tot nu toe kennen. Met bijna evenveel extra planetaire kandidaten.
Maar het afgelopen jaar is NASA's nieuwste planeetjager, de TESS-missie, hard aan het werk geweest en heeft planeten verzameld om aan deze groeiende database toe te voegen. Het is halverwege zijn tweejarige primaire missie, met tot dusver 993 kandidaat-werelden en 28 bevestigde planeten.
Eerst een beetje achtergrondinformatie over de TESS-missie, en dan gaan we in op de nieuwe resultaten. We hebben een hele aflevering over Kepler en TESS gedaan, maar hier is de korte versie.
De missie werd gelanceerd op 18 april 2018, met als doel exoplaneten te ontdekken die zich op ongeveer 300 lichtjaar van de aarde bevinden.
TESS volgt een 13,7-daagse maanresonantiebaan die nog nooit eerder op een ruimtevaartuigmissie is gebruikt. Dit is precies de helft van de baanperiode van de maan, waardoor de zwaartekracht op het ruimtevaartuig ongeveer in evenwicht komt.
Op het dichtstbijzijnde punt van zijn baan is het slechts 108.000 km boven het aardoppervlak, het ideale moment om al zijn gegevens te verzenden. Vervolgens bereikt het 373.000 km op het hoogste punt van zijn baan, een gebied dat vrij is van de opgesloten straling in de magnetosfeer van de aarde.
TESS gebruikt vier grote camera's die 27 dagen lang non-stop naar een groot deel van de hemel kijken. Vervolgens verschuift het zijn blik naar een andere regio en kijkt het nog eens 27 dagen na. Sommige regio's zijn uniek, maar er zijn delen die elkaar overlappen en die nog langer dan een maand te zien zijn.
Het ruimtevaartuig gebruikt de doorgangsmethode om planeten te vinden, kijkend naar een lichte daling in helderheid terwijl een planeet voor zijn ster passeert. De hoeveelheid dip en de tijdsduur die nodig is om te voltooien, vertellen astronomen hoe groot de planeet is en wat zijn baan is.
De aanvankelijke dip in helderheid geeft astronomen een hint dat er een planeet zou kunnen zijn, een kandidaat. Astronomen moeten drie doorgangen in de TESS-gegevens zien, omdat andere natuurlijke fenomenen een planetaire doorgang kunnen nabootsen, zoals een variabele ster of een stofwolk rond de ster.
Vervolgens blijven andere telescopen over de hele wereld en in de ruimte (en zelfs amateurastronomen) deze sterren in de loop van de maanden en jaren in de gaten houden om te bevestigen dat er planeten zijn en wat hun werkelijke baanperioden zijn.
In tegenstelling tot de Kepler-missie, die heel lang één enkele plek aan de hemel bestudeerde en planeten op duizenden lichtjaar afstand opdaagt, pikt TESS de planetaire kandidaten op die zich binnen ongeveer 300 lichtjaar van de aarde bevinden.
Het is een zoekertelescoop voor de volgende generatie massieve aard- en ruimtetelescopen zoals de European Extremely Large Telescope en de James Webb Space Telescope. Dit zijn de instrumenten die de observaties zullen volgen en ons meer zullen vertellen over deze nieuw ontdekte planeten.
ESA's CHEOPS-missie zal later dit jaar worden gelanceerd en zal de observaties uitvoeren van tot nu toe ontdekte kandidaat-exoplaneten, in een poging hun omvang en omloopperioden te beperken. Dankzij CHEOPS begint het aantal bevestigde exoplaneten het aantal planetaire kandidaten in te halen.
Laten we ingaan op de nieuwe planeten.
L 98-59
Ongeveer een maand geleden, op 28 juni 2019, kondigden astronomen aan dat ze de kleinste wereld hadden ontdekt die TESS ooit heeft gezien.
De ster heet L 98-59 en het is een M-dwergster (of een rode dwergster voor ons niet-astronomen), met ongeveer een derde van de massa van de zon.
Er zijn tot nu toe drie planeten ontdekt in het systeem. Het dichtst bij de ster is L 98-59b, die slechts 80% zo groot is als de aarde en om de 2.25 dagen in een baan om de ster draait. Het krijgt ongeveer 22 keer de energie van de ster dan de aarde van de zon. Het is iets groter dan Mars.
Dit is echter niet de kleinste planeet die tot nu toe is ontdekt, dat is Kepler-37b, die slechts 20% groter is dan de maan van de aarde.
De tweede planeet in het systeem is 1,4 keer zo groot als de aarde en draait om de 3,7 dagen. De buitenste planeet is 1,6 keer groter dan de aarde en draait elke 7,5 dagen in een baan.
Vergeet bewoonbaarheid. Al deze planeten zijn totaal verschroeid door hun ster en kunnen worden geclassificeerd in de Venus-zone. Ze hadden in het verleden beter bewoonbaar kunnen zijn, maar ze zijn waarschijnlijk veel te heet voor het leven.
Laten we verder gaan.
Gliese 357
Op 31 juli 2019 kondigden wetenschappers een nieuwe planeet aan die rond de ster Gleise 357 draait. Het is weer een M-dwergster en de planeet is ongeveer 22% groter dan de aarde.
Wat deze planeet echt vreemd maakt, is dat hij ongeveer 11 keer dichter bij zijn ster draait dan Mercurius.
De eerste exoplaneten die ooit rond een hoofdreeksster werden ontdekt, waren hete Jupiters. Planeten met vele malen de massa van Jupiter, maar in een paar dagen in een baan. Deze werden onmogelijk geacht, maar ze zijn er.
Nu hebben astronomen een hete bovenaardse aarde gevonden. Een mega Mercury?
Omdat het een M-dwergster is, straalt het minder straling uit dan de zon, maar in deze baan om de aarde zorgt het voor een hete planeet.
Zonder atmosfeer heeft het een gemiddelde oppervlaktetemperatuur van ongeveer 254 graden Celsius (of 490 graden Fahrenheit). Dat is heet, aangezien de gemiddelde temperatuur van Mercurius 167 graden Celsius is. Plaats daar bovenop een atmosfeer om de hitte op te vangen, en deze wereld zal waanzinnig heet zijn.
Goed nieuws, Gliese 357 bevindt zich op slechts 31 lichtjaar van de aarde, wat het het derde dichtstbijzijnde exoplanetaire systeem maakt. Dit is een geweldig voorbeeld van de nabijgelegen planeten die TESS gaat vinden.
Astronomen vonden ook nog meer planeten in het systeem. De tweede planeet, 357c, heeft een massa van ongeveer 3,4 keer de aarde en draait om de 9.1 dagen om de ster. De gemiddelde temperatuur is nog steeds heet, ongeveer 127 graden Celsius.
Merk nu op dat ik massa zei en niet de maat? Dat komt omdat 357c niet is ontdekt met behulp van de transitemethode, het staat niet in de rij om rechtstreeks tussen ons en de ster te passeren zoals de hete aarde 357b. In plaats daarvan gebruikten astronomen een observatorium op de grond om observaties te volgen met behulp van de radiale snelheidsmethode.
Hier meten astronomen hoe de ster zelf heen en weer wordt getrokken door de zwaartekracht van zijn planeten. Deze techniek leidde tot de ontdekking van de tweede planeet.
En het leidde ook tot de ontdekking van een derde, nog intrigerende planeet: Gliese 357d.
Deze planeet heeft ongeveer 6,1 keer de massa van de aarde en het duurt ongeveer 55,7 dagen om rond de ster te draaien. De gemiddelde temperatuur is ongeveer -53C, wat waarschijnlijk betekent dat het bedekt is met gletsjers en sneeuw, maar het is nog steeds theoretisch binnen de bewoonbare zone van de ster, afhankelijk van hoe dik de atmosfeer is.
Het is een superaarde, ongeveer tweemaal zo groot als de aarde, maar waarschijnlijk gemaakt van steen zoals onze eigen planeet.
TOI 270
Naast de aankondiging van planeten op Gliese 357, kondigde het TESS-team drie extra planeten aan rond de ster UCAC4 191-004644, of TESS Object of Interest 270, of TOI 270, op ongeveer 73 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Pictor.
Nogmaals, dit is een M-dwergster, met slechts ongeveer 40% van de massa en grootte van de zon, en een veel koelere oppervlaktetemperatuur.
De binnenste planeet, TOI 270 b, is waarschijnlijk een rotsachtige wereld die ongeveer 25% groter is dan de aarde en om de 3,4 dagen om zijn ster draait op een afstand die 13 keer dichter bij Mercurius ligt. Omdat het een doorvoer is, konden ze niet rechtstreeks bij de massa komen, maar op basis van simulaties is het ongeveer 1,9 keer de massa van de aarde.
Maar het is een brander, met een gemiddelde temperatuur van 254 graden Celsius.
De volgende planeet in het systeem is TOI 270 c. Dit is 2,4 keer groter dan de aarde, draait om de 5,7 dagen en kan worden omschreven als een mini-Neptunus, met een waarschijnlijke massa van ongeveer 7 keer de aarde.
De derde planeet, TOI 270 d, is 2,1 keer zo groot als de aarde, draait om de 11,4 dagen en is waarschijnlijk 2,1 keer zo groot als de aarde. Wederom weer een mini-Neptunus, maar met een gemiddelde temperatuur van 66 graden Celsius. Dat is heet, maar niet te heet.
Natuurlijk zijn alle drie de planeten waarschijnlijk netjes aan hun ster vergrendeld, wat betekent dat ze altijd dezelfde kant laten zien. De kant naar de ster toe is heet, de kant van de ster is koud. Maar er kan een redelijke plek zijn direct aan de terminator, de rand van de planeet tussen dag en nacht.
Zoiets hebben we eigenlijk niet in het zonnestelsel. Een wereld die tussen de grootte en massa van de kleinere terrestrische planeten en de grotere gasreuzen in het buitenste zonnestelsel ligt. Dit maakt ze een fascinerend doelwit voor de volgende generatie telescopen, zoals James Webb. TOI 270 staat een half jaar hoog in de lucht voor Webb, dus het zal het uitgebreid bestuderen.
Hier zijn we dan. Het is meer dan een jaar geleden dat TESS zijn wetenschappelijke activiteiten heeft ondernomen, de hemel van het zuidelijk halfrond volledig heeft gescand en bijna 1.000 planetaire kandidaten en 28 bevestigde exoplaneten heeft gevonden.
De tijd vliegt echt. Het heeft hete boven-aarde, mini-neptunes gevonden, en nu richt het ruimtevaartuig zijn blik op de noordelijke hemel en hopelijk zal het nog meer vinden. Ik kan niet wachten om te zien wat er daarna komt, en ik weet zeker dat ik je over een jaar een grote update zal geven.
