Το Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), το τελευταίο διαστημικό τηλεσκόπιο κυνηγιού εξωπλανητών της NASA, ξεκίνησε στο διάστημα την Τετάρτη 18 Απριλίου 2018. Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτό το τηλεσκόπιο θα χρησιμοποιήσει τη Μέθοδο Διαμετακόμισης για τον εντοπισμό πλανητών επίγειας μάζας (π.χ. βραχώδεις πλανήτες) ) σε τροχιά μακρινών αστεριών. Μαζί με άλλα τηλεσκόπια επόμενης γενιάς όπως το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), το TESS θα πάρει αποτελεσματικά όπου τα τηλεσκόπια αρέσουν Χαμπλ και Κέπλερ άφησε.
Αλλά πόσοι πλανήτες αναμένεται να βρει η TESS; Αυτό ήταν το αντικείμενο μιας νέας μελέτης ερευνητών της ομάδας που προσπάθησαν να εκτιμήσουν πόσους πλανήτες είναι πιθανό να ανακαλύψει το TESS, καθώς και τις φυσικές ιδιότητες αυτών των πλανητών και των αστεριών που βρίσκονται σε τροχιά. Συνολικά, εκτιμούν ότι το TESS θα βρει χιλιάδες πλανήτες σε τροχιά γύρω από μια ποικιλία αστεριών κατά τη διάρκεια της διετούς αρχικής αποστολής του.
Η μελέτη, με τίτλο «Μια αναθεωρημένη απόδοση του εξωπλανήτη από τον δορυφόρο έρευνας διαμετακόμισης εξωπλανήτη (TESS)», εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο. Η μελέτη διεξήχθη από τον Thomas Barclay, έναν συνεργάτη ερευνητή στο διαστημικό κέντρο πτήσης Goddard της NASA και το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, και περιελάμβανε τον Joshua Pepper (αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Lehigh) και την Elisa Quintana (ερευνητής επιστήμονας του Ινστιτούτου SETI και της NASA Ames) Κέντρο Ερευνών).
Όπως είπε ο Thomas Barclay στο Space Magazine μέσω email:
«Το TESS δημιουργεί την κληρονομιά του Κέπλερ. Ο Κέπλερ ήταν κυρίως μια στατιστική αποστολή και μας δίδαξε ότι οι πλανήτες είναι παντού. Ωστόσο, δεν ήταν βελτιστοποιημένο για την εύρεση εξαιρετικών μεμονωμένων πλανητών για περαιτέρω μελέτη. Τώρα που γνωρίζουμε ότι οι πλανήτες είναι συνηθισμένοι, μπορούμε να εκτοξεύσουμε κάτι σαν το TESS για να αναζητήσουμε τους πλανήτες που θα αναλάβουμε εντατικές μελέτες σχετικά με τη χρήση επίγειων και διαστημικών τηλεσκοπίων. Οι πλανήτες που θα βρει το TESS θα είναι κατά μέσο όρο 10x πιο κοντά και 100x πιο φωτεινοί. "
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα δημιούργησε ένα μοντέλο τριών βημάτων που έλαβε υπόψη τα αστέρια που θα παρατηρήσει το TESS, τον αριθμό των πλανητών που μπορεί να έχει ο καθένας και την πιθανότητα να τους εντοπίσει το TESS. Αυτά περιελάμβαναν τα είδη των πλανητών που θα ήταν σε τροχιά γύρω από αστέρια νάνων που κυμαίνονται από τον τύπο Α έως τον τύπο Κ (όπως ο Ήλιος μας) και τα αστέρια τύπου Μ χαμηλότερης μάζας (κόκκινος νάνος).
«Για να εκτιμήσουμε πόσους πλανήτες θα βρει το TESS, πήραμε αστέρια που θα παρατηρηθούν από το TESS και προσομοιώσαμε έναν πληθυσμό πλανητών σε τροχιά», δήλωσε ο Barclay. «Τα στατιστικά στοιχεία για τον πληθυσμό του εξωπλανήτη προέρχονται από μελέτες που χρησιμοποίησαν δεδομένα Kepler. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας μοντέλα απόδοσης TESS, εκτιμήσαμε πόσους από αυτούς τους πλανήτες θα ανιχνεύονταν από το TESS. Από εκεί λαμβάνουμε τους αριθμούς απόδοσης. "
Το πρώτο βήμα ήταν απλό, χάρη στη διαθεσιμότητα της λίστας υποψηφίων στόχων (CTL) - μια λίστα προτεραιότητας των αστεριών-στόχων που η ομάδα εργασίας επιλογής στόχου TESS καθόρισε ήταν τα πιο κατάλληλα αστέρια για την ανίχνευση μικρών πλανητών. Στη συνέχεια ταξινόμησαν τα 3,8 εκατομμύρια αστέρια που περιλαμβάνονται στην τελευταία έκδοση με βάση τη φωτεινότητα και την ακτίνα τους και καθόρισαν ποιο από αυτά τα TESS είναι πιθανό να παρατηρήσει.
Το δεύτερο βήμα συνίστατο στην εκχώρηση πλανητών σε κάθε αστέρι με βάση μια κατανομή Poisson, μια στατιστική τεχνική όπου ένας δεδομένος αριθμός εκχωρείται σε κάθε αστέρι (σε αυτήν την περίπτωση, 0 ή περισσότερα). Σε κάθε πλανήτη εκχωρήθηκαν έπειτα έξι φυσικές ιδιότητες που τραβήχτηκαν τυχαία, συμπεριλαμβανομένης μιας τροχιακής περιόδου, μιας ακτίνας, μιας εκκεντρότητας, μιας γωνίας περιαστρονίου, μιας κλίσης προς την οπτική μας όψη και ενός μέσου της πρώτης διέλευσης.
Τέλος, προσπάθησαν να εκτιμήσουν πόσους από αυτούς τους πλανήτες θα δημιουργούσαν ένα ανιχνεύσιμο σήμα διέλευσης. Όπως σημειώθηκε, το TESS θα βασιστεί στη Μέθοδο Διαμετακόμισης, όπου χρησιμοποιούνται περιοδικές πτώσεις στη φωτεινότητα ενός αστεριού για τον προσδιορισμό της παρουσίας ενός ή περισσοτέρων πλανητών σε τροχιά, καθώς και περιορισμοί θέσεων στα μεγέθη και τις περιόδους τροχιάς τους. Για αυτό, θεώρησαν τη μόλυνση της ροής των κοντινών αστεριών, τον αριθμό των διελεύσεων και τη διάρκεια της διέλευσης.
Τελικά, διαπίστωσαν με 90% αυτοπεποίθηση ότι το TESS είναι πιθανό να ανιχνεύσει 4430-4660 νέους εξωπλανήτες κατά τη διάρκεια της διετούς αποστολής του:
«Τα αποτελέσματα είναι ότι προβλέπουμε ότι το TESS θα βρει περισσότερους από 4000 πλανήτες, με εκατοντάδες μικρότερα από το διπλάσιο του μεγέθους της Γης. Ο πρωταρχικός στόχος του TESS είναι να βρει πλανήτες που είναι αρκετά φωτεινοί για το επίγειο τηλεσκόπιο για να μετρήσει τη μάζα τους. Εκτιμούμε ότι το TESS θα μπορούσε να οδηγήσει σε τριπλασιασμό του αριθμού των πλανητών μικρότερου από 4 Γήινες ακτίνες με μετρήσεις μάζας. "
Από την 1η Απριλίου 2018, συνολικά 3.758 exoπλανήτες έχουν επιβεβαιωθεί σε 2.808 συστήματα, με 627 συστήματα που έχουν περισσότερους από έναν πλανήτες. Με άλλα λόγια, ο Barclay και η ομάδα του εκτιμούν ότι η αποστολή TESS θα διπλασιάσει αποτελεσματικά τον αριθμό των επιβεβαιωμένων εξωπλανητών και θα τριπλασιάσει τον αριθμό του μεγέθους της Γης και του Super-Earth κατά την κύρια αποστολή του.
Αυτό θα ξεκινήσει μετά από μια σειρά τροχιακών ελιγμών και τεχνικών δοκιμών, οι οποίες αναμένεται να διαρκέσουν περίπου δύο μήνες. Με τον κατάλογο εξωπλανητών που επεκτείνεται έτσι, μπορούμε να περιμένουμε ότι θα υπάρχουν πολλοί περισσότεροι υποψήφιοι "σαν τη Γη" διαθέσιμοι για μελέτη. Και ενώ ακόμα δεν θα μπορέσουμε να προσδιορίσουμε εάν κάποιος από αυτούς έχει ζωή, ίσως να βρούμε μερικά που να δείχνουν σημάδια βιώσιμης ατμόσφαιρας και νερού στις επιφάνειες.
Το κυνήγι για ζωή πέρα από τη Γη θα συνεχιστεί για πολλά ακόμη χρόνια! Και εν τω μεταξύ, φροντίστε να απολαύσετε αυτό το βίντεο σχετικά με την αποστολή TESS, ευγενική προσφορά της NASA:
