infos.ro

Actualizări de cercetare de la TESS: Vânătoare pentru lumi dincolo de sistemul nostru solar | Știri MIT

Kelso Harper | Alison Gold | MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research,news.mit.edu

La reuniunea anuală a Societății Americane de Astronomie (AAS) desfășurată luna trecută, cercetătorii MIT au prezentat noi date din programe precum Satelitul de sondare a exoplanetelor în tranziție (TESS). Într-un format doar virtual, oamenii de știință de la Departamentul MIT de Științe Pământului, Atmosferice și Planetare, Departamentul de Fizică și Institutul Kavli pentru Astrofizică și Cercetare Spațială MIT și-au împărtășit descoperirile, inclusiv folosind instrumente și tehnici de caracterizare atmosferică și de învățare automată pentru aflați mai multe despre planetele extrasolare.

Dincolo de soare

Pentru cercetătorii interesați de planetele dincolo de sistemul nostru solar, gama infinită de stele și planete a universului oferă prea multe ținte pentru studiu. Cum pot oamenii de știință să restrângă opțiunile și să determine pe ce planete să se concentreze?

introduce TESS: o misiune NASA condusă de cercetătorii MIT. Pe 18 aprilie 2018, telescopul spațial și-a început misiunea primară de doi ani de a vizualiza zone mari de cer și de a permite cercetătorilor să caute planete care orbitează alte stele. TESS a finalizat această misiune vara trecută, după ce a fotografiat trei sferturi din cer și a permis identificarea a 66 de noi exoplanete și a 2.100 de planete candidate. În următorii doi ani, TESS va colecta informații pe cer cu o rezoluție mai fină a datelor, începând cu emisfera sudică.

La întâlnirea AAS, oamenii de știință de la MIT și-au împărtășit descoperirile TESS cu participanții la conferință, în timp ce așteaptă cu nerăbdare ce va urma pe măsură ce telescopul își începe misiunea extinsă.

Caracterizarea atmosferei

Pentru a identifica potențialele exoplanete cu TESS, cercetătorii caută modificări ale cantității de lumină provenind de la o stea. O mică scufundare în lumina unei stele ar putea însemna că o planetă a trecut prin fața ei, blocând o parte din lumina acesteia să ajungă pe Pământ. Măsurând aceste așa-numite tranzite, oamenii de știință pot aproxima dimensiunea unei planete, cât timp durează să orbiteze în jurul stelei sale și dacă are alți vecini planetari.

Ian Wongun bursier postdoctoral 51 Pegasi b la Departamentul de Științe Pământului, Atmosferice și Planetare al MIT, prezentat observațiile sale asupra unei game largi de exoplanete observate de misiunea principală a lui TESS.

Wong a folosit datele TESS pentru a observa 18 exoplanete cunoscute care trec prin fața stelelor gazdă, dar a fost și interesat de ceea ce s-a întâmplat când au călătorit în spatele stelelor lor. Denumită „eclipsă secundară”, mica scădere a luminii care are loc atunci când o planetă este blocată de stea sa dezvăluie cât de multă și ce fel de lumină reflectă sau emite o planetă. Acest lucru le permite oamenilor de știință să învețe despre albedo (câtă lumină reflectă) și temperatura părții unei exoplanete aflate direct în fața stelei sale.

Prin proiectul său de doi ani, Wong a descoperit că, pe măsură ce temperatura de zi a planetei crește de la 2.200 de grade Fahrenheit la 5.000 de F, la fel crește și albedo. Aceasta este o tendință surprinzătoare, deoarece norii – care contribuie în mod semnificativ la albedo-ul unei planete – este puțin probabil să se formeze la capătul superior al acestui interval de temperatură ridicată. Cu toate acestea, a spus Wong, este posibil ca norii de pe partea de noapte a planetei să se poată muta pe partea de zi sau ca lumina să fie reflectată de o altă substanță, cum ar fi dioxidul de titan alb strălucitor. Această corelație este încă provizorie și Wong o va investiga în continuare cu datele viitoare din misiunea extinsă a TESS.

Aplicații pentru învățarea automată

Maximilian N.Günther este Juan Carlos Torres Fellow și postdoctorat la MIT. În prima zi a conferinței, Günther a prezentat o discuție în care a arătat cum a folosit învățarea automată pentru a măsura erupțiile stelare (evenimente explozive din stele), care ar putea fi indicii ale planetelor locuibile.

Discursul său a abordat impactul erupțiilor stelelor și al ejecțiilor de masă coronală sau al eliberărilor mari de plasmă în vântul solar, asupra căutării planetelor locuibile. Este esențial să cartografiezi erupțiile stelare, deoarece acestea pot face unul din două lucruri: fie să îndepărteze atmosfera de elementele necesare vieții, fie să declanșeze energie pentru chimia care poate duce în cele din urmă la viață. Arderea poate indica tipul planetei, vârsta și alți factori importanți.

Pe măsură ce o planetă tânără se dezvoltă, Günther a spus: „Vrei o ardere extremă care poate forma acești precursori ai ARN-ului și ai chimiei prebiotice. Dar odată ce acest lucru este declanșat, vrei practic să înceteze arderea, pentru că vrei ca viața să se dezvolte și ca ozonul să nu se mai epuizeze. Deci este acest loc minunat și dulce.”

Învățarea automată are loc atunci când algoritmii pot analiza rapid și pot da sens unor cantități masive de date. Învățarea automată avansată a permis un raport eficient și detaliat al erupțiilor stelare pe care TESS le-a capturat în primii doi ani. Fără învățarea automată, procesul ar fi durat mai mult de o viață întreagă.

Günther a subliniat, de asemenea, că, în timp ce folosirea învățării automate pentru a examina datele TESS poate ajuta la identificarea planetelor potențial locuibile, „dacă nu vedem cantitatea potrivită de ardere, asta nu exclude neapărat că ar putea să nu existe alte lucruri precum vulcanismul, fulgerul. greve sau orificii hidrotermale care declanșează viața pe acele planete. Deci, acesta este, practic, doar o cale de viață la care mă uit.”

Rahul Jayaraman este un doctorand în anul doi la MIT, specializat în căutări la scară largă ale datelor TESS pentru fenomene interesante. Jayaraman și-a prezentat lucrarea, Utilizarea învățării automate pentru a detecta tranzitorii în FFI-urile TESS.” FFI-urile sunt imagini full-frame, fotografii detaliate produse de TESS care acoperă întregul său câmp vizual.

În timp ce TESS există în principal pentru a detecta exoplanete, capacitatea lui TESS de a imagini întregul cer poate permite, de asemenea, cercetătorilor să identifice evenimente de scurtă durată sau tranzitorii. Aceste evenimente pot include supernove și străluciri ulterioare de la exploziile de raze gamma – explozii puternice de energie foarte energice despre care se crede că apar în timpul formării găurilor negre.

„TESS privește o regiune mare a cerului pentru o perioadă continuă de timp”, a explicat Jayaraman în timpul discuției. „Ne așteptăm ca analiza datelor seriilor cronologice de la toate acele FFI-uri ar putea produce pixeli care prezintă o variabilitate semnificativă, care ar putea corespunde evenimentelor tranzitorii astrofizice.”

Grupul lui Jayaraman lucrează la proiectarea unui algoritm care ar putea identifica pixelii din FFI-urile TESS care ar putea indica evenimente tranzitorii rare și incitante – evenimente care altfel nu ar putea fi observate.

În cele din urmă, cercetătorii speră că algoritmul va funcționa fără supraveghere umană. În mod ideal, programul va restrânge mii de evenimente potențial rare la doar câteva zeci sau cam asa ceva pentru ca un om de știință să le studieze.

“Eu cred [for now] ar trebui să existe încă un om doar pentru a se asigura că nu sunt trimise false pozitive”, a spus Jayaraman în timpul discuției sale. „Dar cred că scopul final este într-adevăr să ne asigurăm că putem obține ceva care este oarecum complet automatizat. Odată ce avem încredere sporită în codul nostru, putem lucra la asta.”

TESS este o misiune NASA Astrophysics Explorer condusă și operată de MIT din Cambridge, Massachusetts și gestionată de Goddard Space Flight Center al NASA. Alți parteneri includ Northrop Grumman, cu sediul în Falls Church, Virginia; Centrul de cercetare Ames al NASA din Silicon Valley din California; Centrul pentru Astrofizică – Harvard și Smithsonian din Cambridge; Laboratorul MIT Lincoln; și Institutul de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore. Peste o duzină de universități, institute de cercetare și observatoare din întreaga lume sunt participanți la misiune.

Sursa articol

You might also like