Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), najnowszy kosmiczny teleskop do polowania na egzoplanety, został wystrzelony w kosmos w środę, 18 kwietnia 2018 r. Jak sama nazwa wskazuje, ten teleskop użyje metody tranzytu do wykrywania planet o masie ziemskiej (tj. Skalistych) ) krążące wokół odległych gwiazd. Wraz z innymi teleskopami nowej generacji, takimi jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), TESS skutecznie odbierze tam, gdzie lubią teleskopy Hubble i Kepler odpuścić.
Ale ile planet ma znaleźć TESS? To było przedmiotem nowych badań zespołu badaczy, którzy próbowali oszacować, ile planet TESS prawdopodobnie odkryje, a także właściwości fizyczne tych planet i gwiazd, które krążą. W sumie szacują, że podczas swojej dwuletniej misji podstawowej TESS znajdzie tysiące planet krążących wokół różnych gwiazd.
Badanie, zatytułowane „Zrewidowana wydajność egzoplanety z tranzytowego satelity Survey Exoplanet (TESS)”, pojawiło się niedawno w Internecie. Badanie było prowadzone przez Thomasa Barclaya, naukowca z NASA Goddard Space Flight Center i University of Maryland, i obejmowało Joshua Pepper (astrofizyk z Lehigh University) i Elisę Quintana (naukowiec z Instytutu SETI i NASA Ames Centrum Badań).
Jak Thomas Barclay powiedział Space Magazine pocztą elektroniczną:
„TESS opiera się na dziedzictwie Keplera. Kepler był przede wszystkim misją statystyczną i nauczył nas, że planety są wszędzie. Nie został jednak zoptymalizowany pod kątem znalezienia doskonałych pojedynczych planet do dalszych badań. Teraz, gdy wiemy, że planety są wspólne, możemy uruchomić coś takiego jak TESS, aby wyszukać planety, które podejmiemy intensywne badania z wykorzystaniem teleskopów naziemnych i kosmicznych. Planety, które znajdzie TESS, będą średnio 10 razy bliżej i 100 razy jaśniejsze. ”
Na potrzeby swoich badań zespół stworzył trzyetapowy model, w którym wzięto pod uwagę gwiazdy, które TESS będzie obserwować, liczbę planet, które każda z nich prawdopodobnie będzie miała, oraz prawdopodobieństwo, że TESS je zauważy. Obejmowały one rodzaje planet, które krążą wokół gwiazd karłowatych, od typu A do typu K (jak nasze Słońce), oraz gwiazd typu M o mniejszej masie (czerwony karzeł).
„Aby oszacować, ile planet znajdzie TESS, wzięliśmy gwiazdy, które będą obserwowane przez TESS i przeprowadziliśmy symulację populacji planet krążących wokół nich” - powiedział Barclay. „Wszystkie statystyki populacji egzoplanet pochodzą z badań wykorzystujących dane Keplera. Następnie, korzystając z modeli wydajności TESS, oszacowaliśmy, ile z tych planet zostanie wykrytych przez TESS. Stąd otrzymujemy nasze dane o wydajności ”.
Pierwszy krok był prosty, dzięki dostępności listy kandydatów na cele (CTL) - priorytetowej listy gwiazd docelowych, którą grupa robocza ds. Selekcji celów TESS określiła jako najbardziej odpowiednie gwiazdy do wykrywania małych planet. Następnie ocenili 3,8 miliona gwiazd zawartych w najnowszej wersji na podstawie ich jasności i promienia oraz ustalili, która z tych TESS będzie prawdopodobnie obserwowana.
Drugi krok polegał na przypisaniu planet do każdej gwiazdy na podstawie rozkładu Poissona, techniki statystycznej, w której do każdej gwiazdy przypisano określoną liczbę (w tym przypadku 0 lub więcej). Każdej planecie przypisano następnie sześć losowych właściwości losowych, w tym okres orbity, promień, mimośrodowość, kąt periastronowy, nachylenie do naszej linii wzroku i czas pierwszego tranzytu.
Na koniec próbowali oszacować, ile z tych planet wygeneruje wykrywalny sygnał tranzytowy. Jak wspomniano, TESS będzie polegać na Metodzie Tranzytu, w której okresowe spadki w jasności gwiazdy są wykorzystywane do określenia obecności jednej lub więcej planet na orbicie, a także do ograniczenia ich rozmiarów i okresów na orbicie. W tym celu wzięli pod uwagę zanieczyszczenie strumieniem pobliskich gwiazd, liczbę tranzytów i czas trwania tranzytu.
Ostatecznie ustalili z 90% pewnością, że TESS prawdopodobnie wykryje 4430–4660 nowych egzoplanet podczas swojej dwuletniej misji:
„W rezultacie przewidujemy, że TESS znajdzie ponad 4000 planet, z setkami mniejszymi od Ziemi dwukrotnie większymi. Głównym celem TESS jest znalezienie planet, które są wystarczająco jasne, aby naziemny teleskop mógł zmierzyć ich masę. Szacujemy, że dzięki pomiarom masy TESS może potroić liczbę planet mniejszych niż 4 promienie Ziemi. ”
Na dzień 1 kwietnia 2018 r. Ogółem 3,758 egzoplanety zostały potwierdzone w 2808 systemach, z 627 systemami posiadającymi więcej niż jedną planetę. Innymi słowy, Barclay i jego zespół szacują, że misja TESS skutecznie podwoi liczbę potwierdzonych egzoplanet i potroi liczbę Ziemi i Super-Ziemi podczas swojej podstawowej misji.
Rozpocznie się to po serii manewrów orbitalnych i testach inżynieryjnych, które mają trwać około dwóch miesięcy. Po rozszerzeniu katalogu egzoplanet możemy spodziewać się, że do badania będzie dostępnych znacznie więcej kandydatów „podobnych do Ziemi”. I chociaż nadal nie będziemy w stanie ustalić, czy któryś z nich ma życie, być może możemy znaleźć takie, które wykazują oznaki żywotnej atmosfery i wody na powierzchniach.
Polowanie na życie poza Ziemią będzie trwało przez wiele lat! A tymczasem koniecznie obejrzyj ten film o misji TESS, dzięki uprzejmości NASA:
