Có bao nhiêu ngoại hành tinh? Cách đây không lâu, chúng tôi đã không biết nếu có. Sau đó, chúng tôi đã phát hiện một vài xung quanh pulsar. Sau đó, tàu vũ trụ Kepler được phóng lên và nó phát hiện thêm vài nghìn. Hiện NASA NASA TESS (Transaging Exoplanet Survey Satellite) đang hoạt động và một nghiên cứu mới dự đoán những phát hiện của nó.
Phát hiện của Kepler đã cho chúng ta ý tưởng tốt hơn về các loại và số lượng hành tinh trong các hệ mặt trời khác. Nhưng Kepler có những hạn chế và sai lệch lấy mẫu do các phương pháp đo lường của nó. Kepler cũng chỉ tập trung vào một khu vực nhỏ trên bầu trời, chiếm khoảng 0,25% bầu trời. Nó có thể, nhưng không nhất thiết là, phần nhỏ của bầu trời mà Kepler tập trung vào không phải là đại diện cho một mẫu lớn hơn.
TESS khác nhiều so với Kepler, đặc biệt là ở khu vực bầu trời. Nó sẽ thực hiện một cuộc khảo sát trên bầu trời, thay vì một cuộc khảo sát tập trung vào một phần nhỏ của bầu trời. Thợ săn hành tinh mới của NASA cũng sẽ tập trung vào những ngôi sao sáng nhất. Đó là vì mục tiêu khoa học chính của nó là tìm ra các hành tinh lớn hơn Sao Hải Vương đang quay quanh các ngôi sao sáng. Các ngôi sao cần phải sáng để các quan sát phổ theo dõi có thể xác định khối lượng hành tinh và thành phần khí quyển.
Mặc dù chúng tôi không có sự đồng thuận về mức độ phổ biến của các ngoại hành tinh về kích thước và chu kỳ quỹ đạo của chúng, Kepler đã cho chúng ta thấy rằng các ngoại hành tinh là phổ biến. Hầu hết các ngôi sao có chúng. Nhưng nhiều ngoại hành tinh mà Kepler tìm thấy là vô cùng xa vời, từ hàng trăm đến hàng ngàn phân tích. Vì vậy, quan sát theo dõi chi tiết là khó khăn đến không thể. Vì Tess đang tập trung vào các ngôi sao gần hơn, sáng hơn gần Trái đất hơn, giúp cho việc quan sát tiếp theo với các phạm vi khác dễ dàng hơn, kết quả của nó sẽ mang tính đại diện và chính xác hơn trong việc xác định quần thể ngoại hành tinh.
Một nghiên cứu mới từ Thomas Barclay của NASA và Đại học Maryland, Joshua Pepper tại Đại học Lehigh và Elisa Quintana của NASA, đã dự đoán kết quả TESS lề. Bài báo của họ đã được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn. Ba nhà nghiên cứu đã sử dụng những gì chúng ta biết về quần thể sao và những gì chúng ta biết về quần thể ngoại hành tinh, kết hợp với các chế độ quan sát TESS, để đưa ra ước tính của họ.
Có ba yếu tố trong mô phỏng của họ:
- Một mô phỏng của quần thể sao mà TESS sẽ quan sát.
- Một mẫu đại diện của các hành tinh quay quanh những ngôi sao đó.
- Dự đoán có bao nhiêu hành tinh TESS sẽ phát hiện.
Ước tính của họ được gọi là mô phỏng năng suất của người Hồi giáo và nó không phải là người đầu tiên mà các nhà thiên văn học nghĩ ra. Nhưng trước khi chúng ta có được những con số, một câu hỏi: Tại sao chúng ta cần biết trước TESS sẽ tìm thấy gì?
Câu trả lời cho điều đó là để bắt đầu về chương trình quan sát tiếp theo có thể như thế nào. Các nhà thiên văn học thích lập kế hoạch trước, vì việc quan sát tài nguyên rất thân thương. Họ không muốn chờ đợi cho đến khi tất cả các kết quả từ TESS được đưa vào trước khi họ nghĩ về các bước tiếp theo. Hoặc có lẽ họ chỉ vui mừng như những đứa trẻ trong một câu chuyện kẹo. Một chút của cả hai, có lẽ.
Barclay, Pepper và Quintana đã chạy mô phỏng 300 lần để đạt được năng suất dự đoán của họ. Có rất nhiều chi tiết trong kết quả của họ liên quan đến loại sao trên quỹ đạo của các hành tinh, chế độ quan sát khác nhau được sử dụng để phát hiện hành tinh nào và tất cả đều liên quan đến các quan sát tiếp theo. Nhưng trong một hình thức ngắn gọn hơn, ở đây, những gì ba nhà nghiên cứu nghĩ rằng TESS sẽ tìm thấy trong nhiệm vụ hai năm theo kế hoạch của mình:
- 14.000 tổng số ngoại hành tinh
- 2100 trong số chúng sẽ nhỏ hơn 4 bán kính Trái đất (4R), 280 trong số đó nhỏ hơn 2R
- 70 hành tinh có thể ở được quay quanh các ngôi sao lùn đỏ, 9 trong số chúng nhỏ hơn 2R
- 10 thế giới giống như Trái đất nhỏ hơn 2R có thể ở trong khu vực có thể ở của một ngôi sao như Mặt trời của chúng ta
Đó là một chuyến đi khá thú vị. 14.000 ngoại hành tinh, trong đó 10 hành tinh có thể là thế giới giống Trái đất trong vùng có thể ở của một ngôi sao như Mặt trời. Nó không có nghĩa là những gì mà TESS sẽ tìm thấy, nhưng nó phải là một xấp xỉ tốt và là một thứ hấp dẫn. Đặc biệt là, không giống như Kepler, các ngoại hành tinh TESS nhiệt là mục tiêu chính để quan sát và mô tả thêm.
Đây là mô phỏng năng suất đầu tiên cho TESS. Nhưng điều này được thực hiện với dân số sao chứ không phải mô phỏng, vì vậy nó phải chính xác hơn. Một mô phỏng năng suất khác từ năm 2015 có thể được xem tại đây, và một từ năm 2017 tại đây.
Sản lượng mô phỏng cho chúng ta thấy rằng chúng ta có thể tìm thấy các hành tinh giống Trái đất trong các khu vực có thể ở được. Hầu hết chúng sẽ quay quanh các sao lùn đỏ, nhưng một số lượng nhỏ nên ở xung quanh các ngôi sao giống như Mặt trời. Đây là những gì mọi người muốn biết.
Nhưng có lẽ quan trọng hơn, những mô phỏng này cho chúng ta thấy rằng TESS sẽ đáp ứng mục tiêu sứ mệnh của nó: phát hiện sự phong phú của các hành tinh nhỏ hơn sao Hải Vương có thể được kiểm tra trong các nghiên cứu tiếp theo để xác định khối lượng và trang điểm khí quyển của chúng.
Trong cả hai trường hợp, TESS đang đi đúng hướng để cung cấp một số kết quả vững chắc.
- Tài liệu nghiên cứu: Năng suất ngoại hành tinh sửa đổi từ vệ tinh khảo sát ngoại hành tinh (TESS)
- Tài liệu nghiên cứu: BÀI TẬP CHUYỂN ĐỔI KHAI THÁC CHUYỂN ĐỔI: MÔ PHỎNG CỦA KẾT QUẢ THỰC VẬT VÀ CÁC VỊ TRÍ SAU KHAI THÁC
- Tài liệu nghiên cứu: Mô phỏng phát hiện hành tinh cho một số nhiệm vụ mở rộng có thể TESS
- Trung tâm hỗ trợ khoa học NASA TESS
- Tổng quan về sứ mệnh của NASA Kepler
- Mục nhập Wikipedia: TESS
