NASA TESS Mission: Co vědět o hledání exoplanet

Po celá staletí se lidské bytosti zajímaly o možnost dalších Země obíhajících kolem vzdálených hvězd. Možná, že některé z těchto mimozemských světů budou skrývat podivné formy života nebo budou mít jedinečné a vyprávění o historii či budoucnosti. Teprve v roce 1995 si astronomové všimli, že první planety obíhají kolem Sluneční soustavy.

Zejména v posledních deseti letech vzrostl počet planet, o nichž je známo, že obíhají vzdálené hvězdy, z méně než 100 na více než 2000, přičemž dalších 2 000 pravděpodobně čeká na potvrzení. Většina z těchto nových objevů je dána jediným cílem - mise Keplera NASA.

Kepler je kosmická loď, která obsahuje 1 metrový dalekohled, který osvětluje digitální fotoaparát o velikosti 95 megapixelů, který má formát cookie. Přístroj detekoval nepatrné odchylky jasu 150 000 vzdálených hvězd a hledal světelné znamení planety, která blokuje část hvězdného světla, když přechází přes zorný úhel dalekohledu. Je tak citlivá, že by mohla detekovat bzučení kolem jediného pouličního osvětlení v Chicagu od orbity nad Zemí. To může vidět hvězdy třást a vibrovat; může vidět hvězdné skvrny a světlice; a v příznivých situacích může vidět planety tak malé jako Měsíc.

Keplerovy tisíce objevů znamenaly revoluci v našem chápání planet a planetárních systémů. Nyní však kosmická loď vyčerpala své hydrazinové palivo a oficiálně vstoupila do důchodu. Naštěstí pro lovce planet, NASA TESS mise zahájena v dubnu a bude převzít vyhledávání exoplanet.

Historie Keplera

Mise Kepler byla koncipována na počátku osmdesátých let vědcem NASA Billem Boruckim, s pozdější pomocí Davida Kocha. V té době nebyly mimo sluneční soustavu žádné známé planety. Kepler byl nakonec sestaven v 2000s a vypuštěn v březnu 2009. Vstoupil jsem do Kepler Science Team v roce 2008 (jako širokooký nováček), nakonec spolu-předsedající skupiny studující pohyby planet s Jackem Lissauerem.

Mise měla původně trvat tři a půl roku s možným prodloužením tak dlouho, dokud palivo nebo kamera nebo kosmická loď vydržela. Jak čas plynul, části kamery začaly selhat, ale mise přetrvávala. V roce 2013, kdy se zastavily dva ze čtyř stabilizačních gyros (technicky „reakční kola“), však původní Keplerova mise skutečně skončila.

Dokonce i poté, s určitou vynalézavostí, byla NASA schopna použít odražené světlo ze slunce, aby pomohla řídit kosmickou loď. Mise byla znovu nastolena jako K2 a pokračovala v hledání planet na další půl desetiletí. Teď, když je palivový měr blízko prázdného místa, obchod s planetou loví dolů a kosmická loď zůstane ve sluneční soustavě. Konečný katalog kandidátů na planetu z původní mise byl dokončen koncem loňského roku a poslední pozorování K2 se zabalila.

Keplerova věda

Zmáčknout, jaké znalosti z těchto údajů můžeme získat, bude pokračovat i v dalších letech, ale to, co jsme dosud viděli, ohromilo vědce po celém světě.

Viděli jsme nějaké planety, které obíhají kolem svých hostitelských hvězd během pouhých několika hodin a jsou tak horké, že se povrchová skála odpařuje a stopy za planetou jsou jako ocas komety. Jiné systémy mají planety tak blízko u sebe, že kdybyste měli stát na povrchu jedné planety, druhá planeta by vypadala větší než 10 plných měsíců. Jeden systém je tak plný planet, že osm z nich je blíže ke své hvězdě, než je Země ke Slunci. Mnozí z nich mají planety a někdy i více planet, obíhajících v obytné zóně své hostitelské hvězdy, kde na jejich povrchu může existovat tekutá voda.

Stejně jako u každé jiné mise i Keplerův balíček přišel s kompromisy. Potřeboval se dívat na jednu část oblohy, blikat každých 30 minut, po čtyři roky. Aby bylo možné studovat dostatek hvězd na měření, musely být hvězdy dost vzdálené - stejně jako když stojíte uprostřed lesa, je od vás víc stromů než přímo vedle vás. Vzdálené hvězdy jsou matné a jejich planety je těžké studovat. Jedna výzva pro astronomy, kteří chtějí studovat vlastnosti planet Kepler, je, že Kepler sám je často nejlepším nástrojem k použití. Vysoce kvalitní data z pozemních dalekohledů vyžadují dlouhá pozorování největších dalekohledů - vzácných zdrojů, které omezují počet planet, které lze pozorovat.

Nyní víme, že v galaxii existuje alespoň tolik planet, kolik jsou hvězdy, a mnoho z těchto planet je na rozdíl od toho, co máme ve sluneční soustavě. Učení vlastností a osobností široké škály planet vyžaduje, aby astronomové zkoumali ty, které obíhají kolem jasnějších a bližších hvězd, kde může být neseno více přístrojů a více dalekohledů.

Zadejte TESS

Mise NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite, vedená Georgeem Rickerem z MIT, hledá planety pomocí stejné techniky detekce, jakou Kepler použil. TESS orbita, spíše než být kolem slunce, má blízký vztah s měsícem: TESS obíhá kolem Země dvakrát pro každou měsíční orbitu. Pozorovatelný vzor TESS, spíše než pohled na jednu část oblohy, bude skenovat téměř celou oblohu s překrývajícími se zornými poli (podobně jako okvětní lístky na květině).

Vzhledem k tomu, co jsme se naučili od Keplera, astronomové očekávají, že TESS najde tisíce dalších planetárních systémů. Zkoumáním celého nebe najdeme systémy, které obíhají kolem 10krát blíže a 100krát jasněji než ty, které nalezl Kepler - otevírající nové možnosti měření hmotností planet a hustoty, zkoumání jejich atmosfér, charakterizace jejich hostitelských hvězd a stanovení plného rozsahu. systémů, v nichž se planety nacházejí. Tyto informace nám zase řeknou více o historii naší planety, o tom, jak se život začal, jaké osudy jsme se vyhnuli a jaké další cesty bychom mohli následovat.

Snaha o nalezení našeho místa ve vesmíru pokračuje, když Kepler dokončí svůj úsek cesty a TESS vezme štafetu.

Tento článek byl původně publikován na The Conversation Jason Steffen. Přečtěte si originální článek zde.