TESS

TESS ( Transiting Exoplanet S urvey Satellite ) on  avaruusteleskooppi , joka on suunniteltu etsimään eksoplaneettoja kauttakulkumenetelmällä ja jonka Massachusetts Institute of Technology on kehittänyt osana NASAn pientä tutkimusohjelmaa .

Teleskooppi laukaistiin 18. huhtikuuta 2018 Falcon 9 -kantoraketilla, ja se suorittaa kahden vuoden ajan ympäri vuoden kattavaa tutkimusta tutkiakseen tarkemmin aiemmin löydettyjä eksoplaneettoja ja havaitakseen kirkkaiden tähtien kiertoradalla.

Hankkeen kustannusarvio on 378 miljoonaa dollaria [2] .

Tehtävän tavoitteet

Tehtävän päätavoitteena on löytää kivisiä eksoplaneettoja, jotka putoavat asuttavalle vyöhykkeelle ja jotka ovat enintään 200 valovuoden päässä Maasta (" Kepler " huolimatta siitä, että hän löysi yli 2600 eksoplaneetta, suoritti tutkimusta esineistä etäisyys jopa 3000 valovuotta, minkä vuoksi useimpien hänen löytämiensä maailmojen hämäryys ei salli edes nykyaikaisimpien maanpäällisten teleskooppien mittaamista säteittäisen nopeuden avulla).

TESSin odotetaan löytävän yli 20 tuhatta eksoplaneettaa, joista 500-1000 on maanpäällisiä ja ylimaaplaneettoja , joiden kiertoaika on enintään 10 kuukautta [3] . Tätä varten tutkitaan 500 tuhatta maata lähimpänä spektriluokkien G, K ja M tähtiä kirkkaammin kuin magnitudi 12 ja noin 1000 lähintä punaista kääpiötä hajallaan tähtitaivaalla. Toisin kuin Kepler, jonka tutkimus rajoittui pienelle taivaanpallon alueelle, peittoalue kasvaa yli 400-kertaiseksi.

TESS:n odotetaan löytävän asuttavalta vyöhykkeeltä 70 planeettaa , jotka kaikki kiertävät punaisia ​​kääpiöitä , ja näistä 70:stä 11:n säde on enintään 2 maan sädettä [4] . Vaikka avaruusteleskooppi ei löydä vain maanpäällisiä eksoplaneettoja, vaan myös kaasujättiläisiä.

TESS:n keräämiä tietoja käytetään tuleviin tarkempiin tutkimuksiin ESPRESSO-spektrometrilla VLT :llä , James Webb -teleskoopilla sekä muilla suurilla maan päällä ja avaruudessa sijaitsevilla kaukoputkilla, joita on tarkoitus rakentaa tulevaisuudessa.

Tieteelliset laitteet

Satelliitti on varustettu neljällä kaukoputkella, joista jokaisessa on laajakulmainen refraktori , jonka näkökenttä on 24° × 24° ja objektiivi , jonka aukko on 10 cm. Jokainen neljästä kaukoputkesta on varustettu 16,8 megapikselin CCD -kameralla ( yhteensä 67,2 megapikseliä kaikissa kameroissa), jotka toimivat spektrialueella 600 - 1000 nm .

Havaintotietoja käsitellään ja säilytetään kolme kuukautta laitteessa, vain tieteellisesti kiinnostavaa tietoa on tarkoitus välittää Maahan. Kolmen kuukauden säilytys mahdollistaisi ohimenevien ilmiöiden (kuten gammapurkausten ) havaitsemisen.

Projektihistoria

Syyskuussa 2011 ilmoitettiin, että TESS pysyi 11 tarkastelun kohteena olevan hankkeen joukossa sen jälkeen, kun helmikuussa 2011 jätetyn 22 hankkeen alkuperäistä listaa oli supistettu [5] . TESS-projekti sai miljoona dollaria 11 kuukauden tutkimuskonseptien kehittämiseen.

Huhtikuun 2013 alussa NASA valitsi ehdotettujen projektikonseptien yksityiskohtaisen tutkimuksen jälkeen kaksi ehdotetuista Exploration Mission -hankkeista: TESS ja NICER [6] . NASA on osoittanut noin 200 miljoonaa dollaria TESS-operaatioon, ja tavoite on 2018. [7] [8] .

Google tarjosi[ milloin? ] aloituspääoma kaukoputkien ja optisen säteilyn vastaanottimien kehittämiseen [9] .

Käynnistä

Alun perin TESS:n oli määrä käynnistyä 16. huhtikuuta 2018, mutta käynnistys viivästyi navigoinnin hallintajärjestelmän lisätarkastusten vuoksi. Laukaisu suoritettiin 18. huhtikuuta 2018 klo 22.51 GMT SpaceX Falcon 9 -raketilla [10] . Laite erottui onnistuneesti kantoraketista [1] .

Nimellinen käyttöikä (kesäkuu 2018 - kesäkuu 2020)

Heinäkuun 2018 lopussa teleskooppi aloittaa tieteellisen ohjelmansa kolmen kuukauden kiertoradan ja laitetestauksen jälkeen.

• 18. toukokuuta 2018 TESS otti ensimmäisen kuvan - yksi neljästä kamerasta otti testikuvan 200 000 tähdestä. Laitetestauksen päätyttyä TESS-kuvat kattavat taivaan alueen, joka on 400 kertaa suurempi kuin testi.
• 11. heinäkuuta 2018 TESS saavutti kiertoradan, jolta se tekee tutkimusta [11] .
• Tieteellisen tiedon kerääminen aloitettiin 25. heinäkuuta 2018 [12] .

Tieteelliset tulokset

• Syyskuun 2018 lopussa Chelsea Huangin johtama tähtitieteilijöiden ryhmä Massachusetts Institute of Technologysta (MIT) ilmoitti ensimmäisen kaukoputken löytämän eksoplaneetan. Löytö tehtiin kaukoputken 25. heinäkuuta - 22. elokuuta 2018 keräämien tietojen analysoinnin yhteydessä, se ei ole väärä signaali tai mahdollinen toisen tähden pimennys, ja se vahvistettiin myöhemmin maanpäällisten teleskooppien tietojen perusteella. . Äskettäin löydetty eksoplaneetta Pi Table Mountain c sijaitsee keltaisten kääpiöiden luokkaan kuuluvan kirkkaan tähden Pi Pöytävuoren (π Mensae) järjestelmässä, joka sijaitsee noin 60 valovuoden etäisyydellä Maasta [13] .
• 29. heinäkuuta 2019 Nature Astronomy -lehdessä julkaistiin artikkeli, josta seuraa, että TESS löysi punaisesta kääpiöstä TOI-270 , 73 valovuoden päässä Maasta ja sijaitsee Dorado -tähdistössä , kolme planeettaa pienellä etäisyydellä sen tähdestä. ”Tähti TOI-270 on luonteeltaan hyvin rauhallinen. Tämä yksinkertaistaa huomattavasti myöhempää mahdollisten elämän jälkien etsintää sen planeetoilla ja niiden satelliiteilla. Lisäksi kaikki nämä maailmat ovat synkronoituja keskenään, mikä helpottaa muiden, maapallon kaltaisten planeettojen etsimistä, jos niitä tässä järjestelmässä on. Löydetyt planeetat ovat suurempia kuin Maa ja muut sisäplaneetat, mutta pienempiä kuin kaasujättiläiset, kuten Jupiter ja Neptunus. Tähteä lähinnä oleva planeetta, jonka massa on noin kaksi kertaa Maan massa, kuuluu "supermaiden" joukkoon ja sen kaksi suurempaa naapuria - "mini-neptunuksiin" [14] [15] .
• 31. heinäkuuta 2019 tähtitieteilijät ilmoittivat löytäneensä useita planeettoja GJ 357 -tähden läheltä , joista yksi sijaitsee asutusvyöhykkeen ulkorajalla. GJ 357 on M-tyypin kääpiö, jonka massa ja koko on 1/3 auringosta ja 40 % kylmempi kuin tähtemme. Se sijaitsee 31 valovuoden päässä Maasta Hydran tähdistössä . Eksoplaneetta, jota kutsutaan nimellä GJ 357 d , saa auringosta yhtä paljon energiaa kuin Mars. Vuosi kestää planeetalla 55,7 maapäivää, ja sen etäisyys tähteen on 20 % maapallosta. Planeetan kokoa ja massaa ei tarkkaan tiedetä. Sen oletetaan olevan noin kaksi kertaa Maan kokoinen ja vähintään kuusi kertaa raskaampi. Tiedemiehet odottavat tutkivansa planeettaa tarkemmin [16] [17] .
• 7. tammikuuta 2020 NASAn avaruuslentokeskuksen lehdistöpalvelu. Goddard ilmoitti löytäneensä TESS-teleskoopin maan kaltaisen planeetan TOI-700 d lähellä punaista kääpiötä TOI-700 Dorado-tähdistössä, mahdollisesti asumiskelpoinen ja 100 valovuoden päässä Maasta. Spitzer-observatorion lisähavainnot vahvistivat planeetan sijainnin niin kutsutulla "asuttavalla vyöhykkeellä" . Kuten tutkijat huomauttavat, planeetta TOI-700 d on yleensä samanlainen kuin muut viime vuosina löydetyt Maan kaltaiset maailmat. Erityisesti se pyörii punaisen kääpiön ympärillä, jonka massa ja mitat ovat noin puolet Auringosta. 11 kuukauden havaintojen aikana tähtitieteilijät eivät tallentaneet ainuttakaan välähdystä tämän tähden pinnalle, mikä on tyypillistä muille tähdille, joissa samanlaisia ​​maailmoja löydettiin. Tämä lisää suuresti elämän todennäköisyyttä sen pinnalla. Kuten tiedemiehet ehdottavat, planeetta TOI-700 d muistuttaa ilmastoltaan ja pinnan olosuhteiltaan enemmän varhaista Marsia kuin Maata. Sen ilmakehän, kuten alustava spektrianalyysi osoittaa, tulisi koostua melkein kokonaan hiilidioksidista, ja tämän maan kaksoiskappaleen pinta saa tähdeltä hieman vähemmän energiaa (86 %) kuin Maa. Suurin este elämän olemassaololle sen pinnalla voi NASAn tutkijoiden mukaan olla se, että tämä planeetta "näyttää" aina samalta puolelta tähteä . Tämä voi nostaa dramaattisesti lämpötilaa sen valaistulla puolella sekä vaikuttaa arvaamattomasti ilmakehän tuulien liikkeen luonteeseen [18] [19] .
• NASA Goddard Space Flight Centerin lehdistöpalvelu ilmoitti 11. elokuuta 2020, että TESS-teleskooppi ratkaisi kaikki päätehtävässä asetetut tehtävät, joka teki yksityiskohtaisen kartan 75 %:sta yötaivaasta ja löysi useita kymmeniä eksoplaneettoja (66 vahvistettu ja yli kaksituhatta ehdokasta tähän tehtävään) [20] [21] .
• TESS-tiedeohjelman johtajat Massachusetts Institute of Technologyn Kavli Institute for Astrophysics and Space Research -instituutista 20.1.2022 summasivat työn tämänhetkiset välitulokset. Eksoplaneettojen ehdokkaita löydettiin 5 210 kappaletta, joista 177 on jo vahvistettu maanpäällisten teleskooppien havaintotiedoilla. Vertailun vuoksi Kepler-teleskooppi löysi hieman yli 3600 eksoplaneettaehdokasta kolmen ensimmäisen toimintavuotensa aikana [22] . Lisäksi TESS auttoi löytämään kolme eksokomeettia nuoren Beta Pictoris -tähden järjestelmästä, kuusi Type Ia -supernovaräjähdystä kaukaisissa galakseissa ja havaitsi supermassiivisen mustan aukon aiheuttaman tähden tuhoamisen aiheuttaman leimahduksen [23] .
• 27. huhtikuuta 2022 Chicagon yliopiston Rafael Luquen johtama tähtitieteilijöiden ryhmä ilmoitti löytäneensä kaksi kivistä eksoplaneettaa kirkkaan punaisen kääpiön HD 260655 ympäriltä , ​​joka sijaitsee 32,6 valovuoden päässä Auringosta. Tämä on kolmas aurinkoa lähinnä oleva avoin järjestelmä, joka sisältää M-kääpiön ja useita planeettoja, jotka kulkevat ajoittain tähden kiekon läpi. Tähteä lähimmän eksoplaneetan HD 260655 b säde on 1,24 Maan sädettä, massa 2,14 Maan massaa ja tasapainolämpötila 709 K. Eksoplaneetan HD 260655 c säde on 1,53 Maan sädettä, massa 3,09 Maan massaa ja tasapainolämpötila 557 K. James Webbin avaruusteleskoopin odotetaan tulevaisuudessa tarkkailevan äskettäin löydettyjä esineitä, jotka etsivät niiden ilmakehää. Löytö vahvistettiin myös radiaalinopeusmenetelmällä, jossa käytettiin HIRES- ja CARMENES-vastaanottimia, jotka on asennettu maanpäällisiin teleskoopeihin [24] .

• 8. heinäkuuta 2022 Geneven observatorion Solena Ulmer-Mollin johtama kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä ilmoitti arXiv.org -sivustolla julkaistussa julkaisussa kahden Jupiterin kokoisen jättiläisen lämpimän eksoplaneetan löytämisestä . Ensimmäinen niistä oli nimeltään NGTS-20b (TOI-5152b), sen massa on 2,98 Jupiterin massaa, sen säde on 1,07 Jupiterin sädettä ja tasapainolämpötila 688 K. Planeetta kiertää G1 -luokan tähden ympäri 54,19 päivässä . jonka massa on 1,47 auringon massaa, säde on 1,78 auringon sädettä ja etäisyys Auringosta on noin 1200 valovuotta . Toisen planeetan, nimeltään TOI-5153b, massa on 3,26 Jupiterin massaa ja säde 1,06 Jupiterin sädettä, sen tasapainolämpötila on 906 K. F8 -luokan tähden kiertäminen kestää 20,33 päivää , joka sijaitsee noin etäisyydellä 1270 valovuotta Auringosta ja sen massa on 1,24 Auringon massaa ja 1,4 Auringon sädettä. Molemmat eksoplaneetat sisältävät metalleja, joiden runsaus vastaa kaasujättiläisten malleja [25] .

• Montrealin yliopiston kansainvälinen tutkijaryhmä ilmoitti 12. elokuuta 2022 löytäneensä eksoplaneetan TOI-1452 b, joka kiertää pienten tähtien binäärijärjestelmää Dracon tähdistössä 100 valovuoden etäisyydellä Maasta. on oletettavasti halkaisijaltaan 67 % suurempi kuin Maan halkaisija ja, yksi malleista, sitä ympäröi vesikuori, joka muodostaa noin 22 % planeetan massasta. TOI-1452 b saa suunnilleen saman määrän energiaa tähdestään kuin Venus aurinkokunnassa. Tämä planeetta voi olla hyvä ehdokas lisähavainnointiin James Webb -avaruusteleskoopilla, joka pystyy tutkimaan sen ilmakehää [26] .