O 6:51 EDT w środę, 18 kwietnia, rakieta SpaceX Falcon 9 wystrzeliła z przylądka Cape Canaveral na Florydzie. Nosił TESS NASA: Transitujący Exoplanet Survey Satellite. Z tego, co możemy powiedzieć, misja przebiegła bez żadnych problemów, pierwszy etap powrócił na ląd na pływającej barce na Oceanie Atlantyckim, a drugi etap wysłał TESS na ostatnią orbitę.
To zmiana warty, ponieważ wkraczamy w ostatnie dni kosmicznego teleskopu Kepler NASA. Kończy mu się paliwo i jest już kaleką przez utratę kół reakcyjnych. Za kilka miesięcy NASA zamknie to na dobre.
To smutne, ale nie martw się, gdy TESS jest w drodze, podróż naukowa egzoplanety trwa: poszukiwanie światów wielkości Ziemi w Drodze Mlecznej.
Trudno uwierzyć, że wiemy tylko o planetach krążących wokół innych gwiazd od nieco ponad 20 lat. Pierwszą znalezioną planetą pozasłoneczną był gorący Jowisz 51 Pegasi B, który został odkryty w 1995 r. Przez zespół szwajcarskich astronomów.
Znaleźli ten świat metodą prędkości radialnej, w której grawitacja planety pociąga swoją gwiazdę tam iz powrotem, zmieniając długość fali światła, które widzimy bardzo nieznacznie. Ta technika została udoskonalona i wykorzystana do odkrycia o wiele więcej planet krążących wokół wielu innych gwiazd.
Ale inna technika okazała się jeszcze bardziej skuteczna: technika tranzytowa. W tym miejscu światło gwiazdy jest dokładnie mierzone w czasie, obserwując każdy spadek jasności, gdy planeta przechodzi przed nią.
W czasie, gdy piszę ten artykuł w kwietniu 2018 r., Istnieje 3 708 potwierdzonych planet z kilkoma tysiącami innych kandydatów, którzy potrzebują dodatkowego potwierdzenia.
Planety są wszędzie, we wszystkich kształtach i rozmiarach. Od znanych gazowych gigantów, skalistych światów i lodowych gigantów, które mamy w Układzie Słonecznym, po niezwykłe gorące jowiszowe i super ziemie. Astronomowie znaleźli nawet komety w innych układach słonecznych, planetach takich jak Saturn, ale z układami pierścieniowymi, które przyćmiewają naszą sąsiednią planetę. Trwają nawet polowania na egzomunów. Księżyce krążące wokół planet krążących wokół innych gwiazd.
Kosmiczny Teleskop Kepler NASA był najbardziej produktywnym narzędziem do polowania na planety, jakie kiedykolwiek zbudowano. Z odkrytych do tej pory 3 708 planet, Kepler odkrył 2342 światy.
Kepler został wypuszczony na rynek w marcu 2009 roku i rozpoczął działalność 12 maja 2009 roku. Wykorzystał swoje 1,4-metrowe lustro główne do obserwacji 12-stopniowego obszaru nieba. Dla porównania Księżyc zajmuje około pół stopnia. A więc region zawierający setki razy większy rozmiar Księżyca.
Kepler został umieszczony na orbitującej wokół Ziemi orbicie wokół Słońca, na okres 372,5 dnia. Z dłuższym rokiem teleskop powoli dryfuje za Ziemią o około 25 milionów km rocznie.
Jak wspomniałem wcześniej, Kepler został zaprojektowany do użycia techniki tranzytowej, szukając planet przelatujących przed ich gwiazdami w tym bardzo specyficznym regionie nieba. Podczas gdy poprzednie badania egzoplanet odkryły tylko bardziej masywne planety, Kepler był wystarczająco czuły, aby zobaczyć światy z połową masy Ziemi krążącej wokół innych gwiazd.
I wszystko szło świetnie do 14 lipca 2012 r., Kiedy jedno z czterech kół reakcyjnych statku kosmicznego zawiodło. Są to żyroskopy, które pozwalają statkowi kosmicznemu zmienić orientację bez użycia paliwa. Nie ma problemu, Kepler został zaprojektowany tak, aby potrzebował tylko trzech. Drugie koło zawiodło 11 maja 2013 r., Kończąc swoją główną misję.
To, co wymyślili inżynierowie Keplera, jest jednym z najbardziej pomysłowych ratowników statków kosmicznych w historii lotów kosmicznych. Uświadomili sobie, że mogliby użyć siły światła słonecznego, aby doskonale ustabilizować teleskop i utrzymać go w miejscu nieba.
To pozwoliło Keplerowi dalej pracować, obserwując jeszcze większe fragmenty nieba, ale jego orbita wokół Słońca pozwoliłaby mu obserwować tylko jeden region przez krótszy okres czasu. Zamiast skanować gwiazdy podobne do Słońca, Kepler skupił się na gwiazdach czerwonych karłów, które mogą otaczać je światami wielkości Ziemi co kilka dni.
Było to znane jako era K2 i w tym czasie pojawiło się 307 potwierdzonych i 480 niepotwierdzonych planet.
Ale Keplerowi brakuje czasu. Mniej więcej miesiąc temu NASA ogłosiła, że Kepler prawie nie ma paliwa. Paliwo to jest ważne, ponieważ jednym ważnym manewrem, który musi wykonać, jest skierowanie się w tył i na Ziemię i przesłanie wszystkich gromadzonych danych. Dane NASA, które są już za kilka miesięcy, a kiedy to się stanie, poinstruują teleskop, aby po raz ostatni wskazywał Ziemię, przesłał jej ostateczne dane, a następnie zamknął na zawsze.
A dziś TESS wystartował pomyślnie, udając się tam, gdzie kończy Kepler.
Przenosi satelitę Transiting Exoplanet Survey Satellite lub TESS, kontynuację Keplera, przenosząc poszukiwania egzoplanet na wyższy poziom.
Misja TESS istnieje w jakiejś formie od 2006 roku, kiedy to pierwotnie została pomyślana jako prywatnie finansowana misja Google, Fundacji Kavli i MIT.
Przez lata był proponowany NASA, aw 2013 roku został zaakceptowany jako jedna z misji Explorer NASA. Są to misje o budżecie 200 milionów USD lub mniejszym. WISE i WMAP to inne przykłady misji eksploratora.
Ale istnieje wiele różnic między Keplerem a TESS.
Pamiętasz, jak powiedziałem, że Kepler obserwuje obszar nieba o wymiarach 12 x 12 stopni? TESS będzie badał całe niebo, obszar 400 razy większy niż obserwowany przez Keplera.
Ma zestaw 4 oddzielnych identycznych teleskopów z kamerami CCD, z których każdy ma 16,8 megapiksela. Są rozmieszczone tak, aby zapewnić TESS widok nieba na 24 stopnie kwadratowe. TESS podzieli niebo na 26 różnych sektorów i będzie badał region przez co najmniej 27 dni, zmieniając jasną gwiazdę w jasną gwiazdę co dwie minuty.
Podczas gdy Kepler nurkował głęboko w jednym określonym obszarze nieba, TESS będzie obserwował 500 000 najjaśniejszych gwiazd na niebie, które są 30 do 100 razy jaśniejsze niż gwiazdy, na które patrzył Kepler. Wiele z nich to gwiazdy takie jak nasze Słońce.
W ciągu dwóch lat będzie mógł obserwować całe niebo, które jest obszarem 400 razy większym niż Kepler. A astronomowie oczekują, że misja przyniesie tysiące planet pozasłonecznych, z których 500 będzie miało rozmiary Ziemi lub super-Ziemi.
Wykonując to szerokie badanie nieba z jasnymi gwiazdami, TESS znajdzie bliskie planety pozasłoneczne. Jeśli z naszej perspektywy przelatują przed nią jasne gwiazdy, TESS ją znajdzie. Stworzy ostateczny katalog pobliskich planet.
Ponieważ te światy są znacznie jaśniejsze na niebie, obserwatoriom naziemnym i kosmicznym na świecie łatwiej będzie wykonywać obserwacje. Astronomowie będą w stanie zmierzyć rozmiar, masę, gęstość, a nawet atmosferę światów pozasłonecznych. Poczekaj, aż James Webb dostanie detektory na niektórych z tych światów.
Oprócz podstawowego zadania polegającego na wyszukiwaniu planet NASA zaprosiło Badaczy Gościa do wykorzystania statku kosmicznego do innych badań naukowych, takich jak wyszukiwanie kwazarów, śledzenie rotacji gwiazd i obserwowanie odmian gwiazd karłowatych. Wszystko, co zmienia jasność, będzie doskonałym celem dla TESS.
Jedną interesującą cechą misji TESS będzie jej orbita, przenosząca ją na ścieżkę, z której nie korzystała żadna inna misja. Nazywa się to orbitą „P / 2-rezonans księżycowy” i zabiera statek kosmiczny na tor eliptyczny, który krąży wokół Ziemi o połowę dłużej niż Księżyc - 13,7 dni.
W najbliższym punkcie Ziemi będzie 35 355 km nad powierzchnią i przesłanie wszystkich danych do stacji naziemnych zajmie trzy godziny. Potem poleci do najwyższego punktu, na wysokości 373 300 km, poza niebezpieczeństwem pasów Van Allena.
Do czasu zakończenia misji TESS dowiemy się dużo o planetach pozasłonecznych w naszym pobliskim sąsiedztwie. Cóż, dużo o planetach, które z naszej perspektywy idealnie pasują do swoich gwiazd. I niestety, to tylko kilka procent systemów gwiezdnych.
Będziemy potrzebować innych technik, aby znaleźć resztę, które z pewnością omówimy w przyszłych artykułach.
Uwaga: jest to transkrypcja z opublikowanego przez nas filmu. Zobacz tutaj.
