Over the next two years, TESS is expected to find roughly 20,000 new exoplanets hiding in the glow of the sky’s brightest stars. Additionally, according to NASA’s exoplanet exploration website, „TESS will discover dozens of Earth-sized planets and up to 500 planets less than twice the size of Earth.” But what about the even smaller stuff? For instance, exocomets.
Well, don’t fret. TESS can find those too.
According to a new study, astronomers have detected an exocomet passing in front of one of the sky’s brightest stars, Beta Pictoris, located some 65 light-years away. Although other exocomets (and an exoplanet) have been detected around Beta Pic before, this is the first time astronomers have found a comet around the star using a light curve from TESS.
„Other astronomers have seen hints of exocomets towards Beta Pic and other stars using an instrument called a spectrograph,” Leiden University astronomer and co-author Matthew Kenworthy said in an interview with Science Alert. „But this light curve is very strong proof because it has the shape that was predicted by another astronomer 20 years ago. The light curve we see matches the computer model he made very well.”
Hiding in plain light
In order to detect faint objects (such as exoplanets and exocomets) around bright stars, many planet-hunting telescopes like Kepler and TESS rely on the transit method of detection. Basically, astronomers plot how the brightness of a star changes over time, creating what’s called a light curve. If they see a dip in the star’s light curve, they analyze how long and deep the dip is, which provides them with information about what’s causing the star’s temporary drop in brightness.
When searching for exoplanets, astronomers look for symmetrically shaped dips that repeat over time. These indicate a symmetrical body, such as a spherical exoplanet, is orbiting in front of the star. Then, by analyzing the characteristics of the dips, researchers can tease out some of the exoplanet’s properties, such as its mass and radius.
However, when searching for exocomets, astronomers don’t look for symmetrical dips in the light curve. They hope to see the star’s brightness drop quickly at first, then take its time returning to a baseline level. This is because comets are not perfectly round. Instead, they leave an extended tail of dusty debris behind them. Like the cometary body itself, these tails also block light, so they leave an imprint on the light curve too. And since comet tails thin out the farther you get from the comet itself, less and less light is blocked over time. In other words, the light-curve signature of a comet has a dramatic initial dip, followed by a tapered return to normal.
Exocomets abound?
Astronomers discovered the new exocomet around Beta Pic using data collected by TESS (the Transiting Exoplanet Survey Satellite) between October 19, 2018 and February 1, 2019. Although it’s difficult to determine many of the comet’s characteristics because its orbital trajectory and composition are not well constrained, according to the study, if we assume it orbits at about 1 astronomical unit (an AU is the average Earth-Sun distance), then the comet’s tail extends some 124 million miles (200 million kilometers) behind it. That means the comet’s tail is about 1.3 AUs long.
With this newly discovered comet comes proof the TESS is well-suited for detecting such objects around young, bright stars. So moving forward, astronomers hope to utilize TESS to bolster the number of known exocomets, which will help them determine exactly how common these objects are in other systems.
Currently, it’s thought that the disk of gas and dust around young stars (like Beta Pic, which is only about 20 million years old) should be primo locations for comets, as comets are believed to be the building blocks leftover from planetary formation. In fact, a 2014 study found spectroscopic evidence for thousands of exocomets in the Beta Pic system. But if researchers find that other young stars don’t seem to have as many exocomets as we expect, then we may be missing something rather important in our theories of planetary formation.
Only time (and TESS) will tell.
Cuprins în discul tinerei stele Beta Pictoris, noua exocometă confirmă în sfârșit o predicție făcută acum 20 de ani.
Astronomii au găsit dovezi observaționale clare ale unei exocomete în jurul stelei strălucitoare Beta Pictoris, situată la aproximativ 65 de ani lumină de Pământ. La doar 20 de milioane de ani, Beta Pictoris este relativ tânără, ceea ce înseamnă că este încă înconjurată de un disc de gaz și praf cunoscut sub numele de disc protoplantar, văzut aici în concepția unui artist.
(foto)
Telescopul TESS, de vânătoare a planetelor, are eforturi mari de făcut pentru al ajunge din urmă pe mai bătrânul Kepler. Înainte de pensionarea sa din luna octombrie a anului trecut, pionierul telescopului spațial, Kepler, a petrecut 10 ani deschizând calea căutării planetelor (și eventual a vieții) în afara sistemului solar. Dintre cele aproape 4.000 de exoplanete descoperite în jurul altor stele, până în prezent, Kepler a găsit mai mult de jumătate. Însă acum, TESS este calul de bătaie. Și are deja un start promițător.
În următorii doi ani, TESS este de așteptat să găsească aproximativ 20.000 de noi exoplanete ascunse în spatele celor mai strălucitoare stele ale cerului. În plus, potrivit site-ului web de explorare a exoplanetelor NASA, „TESS va descoperi zeci de planete de dimensiunea Pământului și până la 500 de planete cu puțin de două ori mai mari decât Pământul.” Dar despre lucrurile și mai mici? De exemplu, exocomete.
Ei bine, nu te înfuria. TESS le poate găsi și pe acestea.
Conform unui nou studiu, astronomii au detectat o exocometă care trece prin fața uneia dintre cele mai strălucitoare stele ale cerului, Beta Pictoris, situată la aproximativ 65 de ani lumină. Deși au existat și alte exocomete (și o exoplanetă) în jurul Beta Pic, aceasta este prima dată când astronomii au găsit o cometă în jurul stelei folosind o curbă de lumină cu ajutorul TESS.
„Alți astronomi au văzut indicii de exocomete relativ la Beta Pic și alte stele folosind un instrument numit spectrograf”, a spus astronomul și coautorul Universității Leiden, Matthew Kenworthy, într-un interviu acordat Science Alert. „Dar această curbă de lumină este o dovadă foarte puternică, deoarece are forma prevăzută de un alt astronom în urmă cu 20 de ani. Curba de lumină pe care o vedem se potrivește cu modelul de computer pe care l-a făcut foarte bine.”
Ascundându-se în lumină simplă
Pentru a detecta obiecte slabe (cum ar fi exoplanetele și exocometele) în jurul stelelor strălucitoare, multe telescoape vânătoare de planete precum Kepler și TESS se bazează pe metoda tranzitului de detectare. Practic, astronomii desenează modul în care luminozitatea unei stele se schimbă în timp, creând ceea ce se numește curbă de lumină. Dacă văd o scufundare în curba de lumină a stelei, ei analizează cât de lungă și profundă este scufundarea, ceea ce le oferă informații despre ceea ce provoacă scăderea temporară a luminozității stelei.
Când caută exoplanete, astronomii caută scufundări în formă simetrică care se repetă în timp. Acestea indică un corp simetric, cum ar fi o exoplanetă sferică, care orbitează în fața stelei. Apoi, analizând caracteristicile scufundărilor, cercetătorii pot să estimeze unele dintre proprietățile exoplanetei, cum ar fi masa și raza acesteia.
Cu toate acestea, atunci când caută exocomete, astronomii nu caută scufundări simetrice în curba luminii. Ei speră să vadă luminozitatea stelei scăzând rapid la început, apoi revenind lent la un nivel de bază. Aceasta deoarece cometele nu sunt perfect rotunde. În schimb, lasă în urmă o coadă extinsă de resturi prăfuite. Ca și corpul cometar în sine, aceste cozi blochează lumina, astfel încât lasă o amprentă și asupra curbei luminoase. Și din moment ce cozile de cometă se subțiază cu atât mai mult cu cât obții de la cometa în sine, din ce în ce mai puțin lumină este blocată în timp. Cu alte cuvinte, semnătura curbă lumină a unei comete are o scufundare inițială dramatică, urmată de o revenire lentă la normal.
Deasupra se află curbele de lumină de la trei posibile tranzite exocometre în fața stelei tinere și strălucitoare Beta Pictoris. Semnalul din extrema dreaptă este cel mai puternic și se aliniază cu ceea ce așteaptă cercetătorii de la o cometă evaporantă, cu o coadă extinsă care trece în fața stelei. Observați cum strălucirea stelei scade dramatic la început, dar apoi se întoarce încet la baza sa.
(foto)
Exocometele abundă?
Astronomii au descoperit noua exocometă din jurul Beta Pic folosind datele colectate de TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) în perioada 19 octombrie 2018 și 1 februarie 2019. Deși este dificil să se determine multe dintre caracteristicile cometei, deoarece traiectoria orbitală și compoziția sa nu sunt prea bine conturate, potrivit studiului, dacă presupunem că acesta orbitează la aproximativ 1 unitate astronomică ( UA este distanța medie Pământ-Soare), atunci coada cometei se întinde cu aproximativ 124 de milioane de mile (200 de milioane de kilometri) în spatele ei. Aceasta înseamnă că coada cometei are aproximativ 1,3 AU.
Cu această cometă recent descoperită, dovada că TESS este potrivit pentru detectarea unor astfel de obiecte în jurul stelelor tinere și strălucitoare se confirmă Așadar, continuând, astronomii speră să utilizeze TESS pentru a consolida numărul de exocomete cunoscuțe, ceea ce îi va ajuta să determine exact cât de comune sunt aceste obiecte în alte sisteme solare.
În prezent, se crede că discul de gaz și praf din jurul stelelor tinere (cum ar fi Beta Pic, care are doar aproximativ 20 de milioane de ani) ar trebui să fie locații prime pentru comete, deoarece se consideră că cometele sunt blocurile de construcție rămase de la formarea planetară. De fapt, un studiu din 2014 a găsit dovezi spectroscopice pentru mii de exocomete în sistemul Beta Pic. Dar, dacă cercetătorii descoperă că alte stele tinere nu par să aibă atât de multe exocomete pe cât ne așteptăm, atunci ne lipsește ceva destul de important în teoriile noastre despre formarea planetară.
Doar timpul (și TESS) vor confirma.
***
Mihail stories 