TESS

TESS ( Transiting Exoplanet S urvey Satellite ) er et  rumteleskop designet til at opdage exoplaneter ved transitmetoden , udviklet af Massachusetts Institute of Technology som en del af NASA Small Research Program .

Teleskopet blev opsendt den 18. april 2018 på en Falcon 9 løfteraket og vil i to år udføre forskning i hele sæsonen for at studere mere detaljeret tidligere opdagede og opdage hidtil ukendte exoplaneter i kredsløb omkring klare stjerner.

Omkostningerne ved projektet er anslået til 378 millioner dollars [2] .

Missionsmål

Hovedmålet med missionen er at finde stenede exoplaneter, der falder ind i den beboelige zone og ikke er mere end 200 lysår væk fra Jorden (“ Kepler ”, på trods af at han opdagede mere end 2600 exoplaneter, udførte forskning på objekter ved en afstand på op til 3000 lysår, hvilket skyldes, at mørket i de fleste af de verdener, han opdagede, ikke tillader selv de mest moderne jordbaserede teleskoper at måle deres radiale hastighed).

Det forventes, at TESS vil opdage mere end 20.000 transit-exoplaneter, hvoraf 500-1000 vil være terrestriske og overjordiske planeter med omløbsperioder på op til 10 måneder [3] . Til dette vil 500 tusind stjerner af spektralklasserne G, K og M tættest på Jorden blive studeret lysere end størrelsesordenen 12 og omkring 1000 nærmeste røde dværge spredt over hele stjernehimlen. I modsætning til Kepler, hvis forskning var begrænset til et lille område af himmelsfæren, vil dækningsområdet øges med mere end 400 gange.

Det forventes, at TESS vil opdage 70 planeter i den beboelige zone , som alle vil kredse om røde dværge , og 11 af disse 70 vil have en radius på højst 2 jordradier [4] . Selvom rumteleskopet ikke kun vil opdage exoplaneter af terrestrisk type, men også gasgiganter.

Dataene opnået af TESS vil blive brugt til efterfølgende mere detaljerede undersøgelser af ESPRESSO-spektrometeret på VLT , James Webb-teleskopet samt andre store jordbaserede og rumbaserede teleskoper, der er planlagt til at blive bygget i fremtiden.

Videnskabeligt udstyr

Satellitten er udstyret med fire teleskoper, hver med en vidvinkel refraktor med et synsfelt på 24° × 24° og en linse med en blænde på 10 cm. Hvert af de fire teleskoper er udstyret med et 16,8 megapixel CCD -kamera ( med i alt 67,2 megapixel for alle kameraer), der opererer i spektralområdet fra 600 til 1000 nm .

Observationsdata vil blive behandlet og opbevaret i tre måneder om bord på enheden, kun data af videnskabelig interesse er planlagt til at blive transmitteret til Jorden. Tre måneders opbevaring ville tillade detektion af forbigående fænomener (såsom gammastråleudbrud ).

Projekthistorie

I september 2011 blev det meddelt, at TESS forblev blandt de 11 projekter, der var under overvejelse, efter reduktionen af ​​den oprindelige liste med 22 indsendte projekter i februar 2011 [5] . TESS-projektet modtog 1 million dollars til at gennemføre en 11-måneders forskningskonceptudvikling.

I begyndelsen af ​​april 2013, efter en detaljeret undersøgelse af de foreslåede projektkoncepter, valgte NASA to af de foreslåede Exploration Mission-projekter: TESS og NICER [6] . NASA har afsat omkring 200 millioner dollars til TESS-missionen med en mållanceringsdato på 2018. [7] [8] .

Google leverede[ hvornår? ] startkapital til udvikling af indbyggede teleskoper og modtagere af optisk stråling [9] .

Start

Oprindeligt var TESS planlagt til lancering den 16. april 2018, men lanceringen blev forsinket på grund af yderligere kontrol af navigationsstyringssystemet. Opsendelsen blev foretaget den 18. april 2018 kl. 22:51 GMT af SpaceX Falcon 9 -raketten [10] . Enheden blev adskilt fra løfteraketten [1] .

Nominel levetid (juni 2018 - juni 2020)

I slutningen af ​​juli 2018, efter tre måneders orbitale manøvrer og udstyrstest, begynder teleskopet sit videnskabelige program.

• Den 18. maj 2018 tog TESS det første billede – et af de fire kameraer tog et testbillede af 200.000 stjerner. Efter afslutning af udstyrstestning vil TESS-billeder dække et område på himlen 400 gange større end testbilledet.
• Den 11. juli 2018 nåede TESS det kredsløb, hvorfra det vil udføre forskning [11] .
• Den 25. juli 2018 begyndte indsamlingen af ​​videnskabelige data [12] .

Videnskabelige resultater

• I slutningen af ​​september 2018 annoncerede et hold af astronomer ledet af Chelsea Huang fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) den første exoplanet, der blev opdaget af teleskopet. Opdagelsen blev gjort under analysen af ​​data indsamlet af teleskopet fra 25. juli til 22. august 2018, er ikke et falsk signal eller en mulig formørkelse af en stjerne af en anden stjerne, og blev efterfølgende bekræftet baseret på data fra jordbaserede teleskoper . Den nyopdagede exoplanet Pi Table Mountain c er placeret i systemet af den lysstærke stjerne Pi Table Mountain (π Mensae), som tilhører klassen af ​​gule dværge og ligger i en afstand af omkring 60 lysår fra Jorden [13] .
• Den 29. juli 2019 blev der publiceret en artikel i tidsskriftet Nature Astronomy, hvoraf det følger, at TESS opdagede ved den røde dværg TOI-270 , 73 lysår væk fra Jorden og placeret i stjernebilledet Dorado , tre planeter ved en lille afstand fra dens stjerne. “Star TOI-270 har en meget rolig karakter. Dette forenkler i høj grad den efterfølgende søgning efter mulige spor af liv på dets planeter og deres satellitter. Derudover er alle disse verdener synkroniseret med hinanden, hvilket vil gøre det lettere at søge efter andre, mere jordlignende planeter, hvis der er nogen i dette system. De opdagede planeter er større end Jorden og andre indre planeter, men mindre end gasgiganter som Jupiter og Neptun. Planeten tættest på stjernen, hvis masse er omkring det dobbelte af Jorden, hører til antallet af "superjorde" , og dens to større naboer - til "mini-neptuner" [14] [15] .
• Den 31. juli 2019 annoncerede astronomer opdagelsen af ​​flere planeter nær stjernen GJ 357 , hvoraf den ene er placeret inden for den ydre grænse af den beboelige zone. GJ 357 er en M-type dværg med en masse og størrelse på 1/3 af solen og 40 % koldere end vores stjerne, beliggende 31 lysår væk fra Jorden i stjernebilledet Hydra . Exoplaneten, kaldet GJ 357 d , modtager lige så meget energi som Mars fra Solen. Et år varer på planeten 55,7 jorddage, og dets afstand til dens stjerne er 20% af Jorden. Planetens størrelse og masse kendes ikke nøjagtigt. Det formodes at være omkring dobbelt så stort som Jorden og mindst seks gange tungere. Forskere forventer at studere planeten mere detaljeret [16] [17] .
• Den 7. januar 2020, pressetjenesten fra NASA Space Flight Center. Goddard annoncerede opdagelsen ved TESS-teleskopet af den jordlignende planet TOI-700 d nær den røde dværg TOI-700 i stjernebilledet Dorado, potentielt beboelig og 100 lysår væk fra Jorden. Yderligere observationer fra Spitzer-observatoriet bekræftede planetens placering i den såkaldte "beboelige zone" . Som forskerne bemærker, ligner planeten TOI-700 d generelt andre jordlignende verdener, der er opdaget i de senere år. Især kredser den om en rød dværg, hvis masse og dimensioner er omkring halvdelen af ​​Solens. I 11 måneders observationer registrerede astronomer ikke et eneste glimt på overfladen af ​​denne stjerne, hvilket er typisk for andre stjerner, hvor lignende verdener blev fundet. Dette øger i høj grad sandsynligheden for liv på overfladen. Som videnskabsmænd antyder, minder planeten TOI-700 d i sit klima og forhold på overfladen mere om tidlig Mars end Jorden. Dens atmosfære, som vist ved en foreløbig analyse af spektret, skulle næsten udelukkende bestå af kuldioxid, og overfladen af ​​denne tvilling af Jorden modtager lidt mindre energi fra stjernen (86%) end Jorden. Den største hindring for eksistensen af ​​liv på dens overflade kan ifølge NASA-forskere være, at denne planet altid "ser" med den samme side på stjernen . Dette kan dramatisk øge temperaturen på dens oplyste side, såvel som uforudsigeligt påvirke arten af ​​vindbevægelser i atmosfæren [18] [19] .
• Den 11. august 2020 annoncerede pressetjenesten fra NASA Goddard Space Flight Center, at TESS-teleskopet løste alle opgaverne i hovedmissionen, som lavede et detaljeret kort over 75 % af nattehimlen og opdagede flere dusin exoplaneter (66 bekræftet og mere end to tusinde kandidater til denne rolle) [20] [21] .
• Den 20. januar 2022 opsummerede lederne af TESS-videnskabsprogrammet fra Kavli Institute for Astrophysics and Space Research ved Massachusetts Institute of Technology de aktuelle foreløbige resultater af arbejdet. Antallet af fundne kandidater til exoplaneter beløb sig til 5210 stykker, hvoraf 177 allerede er blevet bekræftet af observationsdata fra jordbaserede teleskoper. Til sammenligning opdagede Kepler-teleskopet lidt over 3.600 exoplanetkandidater i de første tre år af dets drift [22] . Derudover hjalp TESS med at opdage tre eksokometer i systemet af den unge stjerne Beta Pictoris, seks Type Ia supernovaeksplosioner i fjerne galakser og detekterede en flare fra ødelæggelsen af ​​en stjerne af et supermassivt sort hul [23] .
• Den 27. april 2022 annoncerede et hold astronomer ledet af Rafael Luque fra University of Chicago opdagelsen af ​​to stenede exoplaneter omkring den lyse røde dværg HD 260655 , som ligger 32,6 lysår fra Solen. Dette er det tredje åbne system tættest på Solen, der indeholder en M-dværg og flere planeter, der med jævne mellemrum passerer gennem stjernens skive. Den nærmeste exoplanet på stjernen, HD 260655 b, har en radius på 1,24 jordradier, en masse på 2,14 jordmasser og en ligevægtstemperatur på 709 K. Exoplaneten HD 260655 c har en radius på 1,53 jordradier, en masse på 3,09 jordmasser og en ligevægtstemperatur på 557 K. Det forventes, at James Webb-rumteleskopet i fremtiden vil observere de nyopdagede objekter, som vil lede efter deres atmosfærer. Opdagelsen blev også bekræftet af den radiale hastighedsmetode ved hjælp af HIRES- og CARMENES-modtagere installeret på jordbaserede teleskoper [24] .

• Den 8. juli 2022 annoncerede et internationalt hold af astronomer ledet af Solena Ulmer-Moll fra Geneve Observatory i en publikation på arXiv.org opdagelsen af ​​to gigantiske varme exoplaneter på størrelse med Jupiter . Den første af dem fik navnet NGTS-20b (TOI-5152b), dens masse er 2,98 Jupiter-masser, dens radius er 1,07 Jupiter-radius, og ligevægtstemperaturen er 688 K. Planeten drejer rundt om en G1 -klassestjerne på 54,19 dage . masse, hvoraf 1,47 solmasser, radius er 1,78 solradier, og afstanden til solen er omkring 1200 lysår . Den anden planet, ved navn TOI-5153b, har en masse på 3,26 Jupiter-masser og en radius på 1,06 Jupiter-radius, dens ligevægtstemperatur er 906 K. Det tager 20,33 dage at kredse om en F8 -klassestjerne , som er placeret i en afstand af ca. 1270 lysår fra Solen og har en masse på 1,24 solmasser og en radius på 1,4 solradier. Begge exoplaneter indeholder metaller, hvis overflod svarer til modellerne for gasgiganter [25] .

• Den 12. august 2022 annoncerede et internationalt hold af forskere fra University of Montreal opdagelsen af ​​exoplaneten TOI-1452 b, som kredser om et binært system af små stjerner i stjernebilledet Draco i en afstand af 100 lysår fra Jorden og er angiveligt 67 % større end Jorden i diameter, og en fra modellerne er omgivet af en vandskal, som udgør omkring 22 % af planetens masse. TOI-1452 b modtager omtrent samme mængde energi fra sin stjerne som Venus i solsystemet. Denne planet kan være en god kandidat til yderligere observation med James Webb Space Telescope, som vil være i stand til at studere dens atmosfære [26] .