TESS hat acht weitere Supererden gefunden

Die Raumsonde Kepler der NASA hat die meisten der uns bekannten bestätigten Exoplaneten entdeckt. Doch sein Nachfolger TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) beginnt aufzuholen. Neue Forschungsergebnisse kündigen die Validierung von acht weiteren TESS-Kandidaten an, allesamt Supererden.

Die TESS-Mission zur Planetenjagd hat ein präziseres Ziel als ihr Vorgänger Kepler. TESS wurde speziell zur Erkennung von Exoplaneten entwickelt, die vor hellen Sternen in der Nähe der Erde vorbeiziehen. Etwa 400 bestätigte Exoplaneten wurden gefunden, aber eine Liste der Exoplaneten, die auf ihre Bestätigung warten, enthält fast 6.000 Kandidaten. Um all diese Exoplaneten zu bestätigen, gibt es nur zwei Möglichkeiten: weitere Beobachtungen und statistische Methoden.

Was all diese unsicheren Kandidaten anstreben, sind Daten. Sie verstecken sich in den TESS-Daten und warten darauf, dass kluge Wissenschaftler sie validieren. Weitere Beobachtungen können helfen, sie aufzudecken, aber nicht allein.

Das Projekt „Validation of Exoplanet Transits Using Statistical Tools“ (VaTEST) nutzt statistische Tools und maschinelles Lernen, um alle TESS-Daten zu durchsuchen und nach schwer fassbaren Exoplaneten zu suchen. Im VaTEST-Projekt können Wissenschaftler nicht nur die Existenz von Planeten bestätigen und gleichzeitig Fehlalarme umgehen; Sie sind auch in der Lage, Exoplanetenatmosphären zu identifizieren, die für weitere Untersuchungen geeignet sind.

Ein Team von Wissenschaftlern präsentierte seine Ergebnisse in einer Forschungsarbeit mit dem Titel „VaTEST III: Validierung von 8 potenziellen terrestrischen Riesenplaneten anhand von TESS-Daten.Ihr Artikel wird derzeit in Publications of the Australian Astronomical Society begutachtet und befindet sich derzeit im Vordruck. Der Hauptautor ist Priyashkumar Mistry, Ph.D. Student an der University of New South Wales, Australien.

Falsch positive Ergebnisse sind ein anhaltendes Problem in der Exoplanetenwissenschaft. Wenn man darüber nachdenkt, ist es leicht zu erkennen, warum. TESS sucht nach kleinen Einbrüchen im Sternenlicht um entfernte Sterne, die durch einen vor den Sternen vorbeiziehenden Exoplaneten verursacht werden. Ein Blitz reicht nicht aus; Wir brauchen viele davon, und sie müssen einen Rhythmus haben. Aber auch andere Dinge können einen falschen Eindruck von einem vorbeiziehenden Planeten vermitteln, zum Beispiel verdunkelnde Doppelsterne. Sogar die natürlichen Schwankungen eines Sterns können dies bewirken Signalwolke.

TESS hat also eine riesige Datenmenge gesammelt, die verarbeitet werden muss, um die falsch positiven Ergebnisse von den echten Signalen zu trennen, und genau das macht VaTEST. In dieser Arbeit validierte das Team acht weitere Supererden.

„Wir haben acht potenzielle riesige Erdbewohner mithilfe einer Kombination aus bodengestützten Teleskopdaten, hochauflösender Bildgebung und einem statistischen Validierungstool namens TRICERATOPS validiert“, schreiben die Autoren.

Sie fanden nicht nur acht weitere Supererden, sondern identifizierten auch sechs, die hervorragende Kandidaten für weitere Untersuchungen sind. „Von all diesen nachgewiesenen Planeten liegen sechs in der Region, die als ‚Kernplaneten‘ bekannt ist, was ihre Untersuchung besonders interessant macht“, erklären die Forscher.

Der Kernplanet ist eine Idee, die ihre Wurzeln in der Biologie hat. In der Biologie ist die primäre Art diejenige, die das gesamte Ökosystem definiert. Ein gutes Beispiel hierfür sind Korallen in Korallenriffen. Korallenriffe sind ein eigenständiges, von Korallen verankertes Ökosystem.

In der Exoplanetenwissenschaft ist ein Mutterplanet ein Planet, der zur Erklärung der Gesamtzahl der Exoplaneten beiträgt. Insbesondere hilft es zu erklären Radiuslücke Wir sehen in Exoplanetengruppen. Es gibt kaum Planeten mit einem Durchmesser zwischen 1,5 und 2 Erdradien. Die Ursache liegt wahrscheinlich im Verlust der Photoverdampfungsmasse. Die starke Strahlung des Sterns, insbesondere in seinem

„Es ist bemerkenswert, dass Planeten in dem hier untersuchten Größenbereich in unserem Sonnensystem fehlen, weshalb ihre Untersuchung von entscheidender Bedeutung ist, um Einblicke in die Entwicklungsstadien zwischen Erde und Neptun zu gewinnen“, erklären die Autoren. „Diese Kernplaneten spielen eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung unseres Verständnisses des Radius-Valley-Phänomens um massearme Sterne.“

Ein anderes Konzept, das sich auf Supererden und die Radiuslücke bezieht, konzentriert sich darauf, warum manche Planeten ihre Atmosphäre verlieren und unter die Lücke fallen und warum manche Planeten ihre Atmosphäre nicht verlieren. Sie wird „kosmische Küste“ genannt und ist ein statistischer Trend, der Exoplaneten miteinander verbindet.

Die kosmische Küstenlinie ist eine Trennlinie zwischen Planeten, die ihre Atmosphäre behalten haben, und Planeten, die diese aufgrund der von ihren Sternen ausgehenden XUV-Strahlung verloren haben.

„In dieser Studie haben wir acht Exoplaneten mithilfe von TESS validiert, einem terrestrischen transienten Photometrie-, hochauflösenden Bildgebungs- und statistischen Validierungstool“, erklären die Autoren. Die Forscher sagen, dass präzisere Massenmessungen erforderlich sind, um sie besser zu verstehen, und dass diese präziseren Messungen für drei der Planeten möglich sein könnten.

Einige dieser Planeten befinden sich nicht nur in der Radiuslücke, sondern zwei von ihnen eignen sich auch für weitere atmosphärische Untersuchungen mit dem James Webb-Weltraumteleskop und seinen leistungsstarken Instrumenten. „Wir haben außerdem herausgefunden, dass zwei der validierten Planeten, TOI-771b und TOI-4559b, für die Transmissionsspektroskopie mit dem James Webb-Weltraumteleskop geeignet sind“, schrieben die Autoren. Als das James-Webb-Weltraumteleskop entworfen und gebaut wurde, hofften Wissenschaftler, dass es die Atmosphäre einer Supererde untersuchen könnte. Keine dieser Welten existiert in unserem Sonnensystem, daher kann die Entschlüsselung ihrer Atmosphären uns helfen zu verstehen, wo Super-Exoplaneten in Exoplanetenpopulationen passen, wie sie sich entwickeln und wie sie mit der Radiuslücke und der kosmischen Küstenlinie zusammenhängen.

Das Team simulierte die Atmosphäre einer Supererde und auch, was das James Webb-Weltraumteleskop wahrscheinlich sehen würde, wenn es die Atmosphäre untersuchte. Die Ergebnisse waren interessant und zeigten Anzeichen von Kohlendioxid, Wasser und, was am interessantesten ist, Methan. Methan könnte als Biosignatur dienen, obwohl große Unsicherheit besteht. Der Nachweis in der Atmosphäre eines Exoplaneten wird Wissenschaftlern dabei helfen, seine Anwesenheit vollständig zu verstehen, unabhängig davon, ob es als echte Biosignatur dient oder nicht.

„Allerdings sind reale Beobachtungen der Planeten erforderlich, die mit dem James Webb-Weltraumteleskop validiert wurden, um unsere Transmissionsspektrenanalyse zu bestätigen“, kam die Studie zu dem Schluss.