NASA TESS Mission: Čo vedieť o hľadaní exoplanet

Ľudské bytosti sa už po stáročia zaujímali o možnosť iných Zemí obiehajúcich okolo vzdialených hviezd. Možno, že niektoré z týchto mimozemských svetov by ukryli podivné formy života alebo by mali jedinečné a rozprávajúce dejiny alebo futures. Až v roku 1995 si astronómovia všimli prvé planéty obiehajúce okolo slnečných hviezd mimo našej slnečnej sústavy.

Najmä v poslednom desaťročí sa počet planét, o ktorých je známe, že obiehajú na vzdialené hviezdy, zvýšil z menej ako 100 na viac ako 2000, pričom ďalších 2 000 pravdepodobne čaká na potvrdenie. Väčšina týchto nových objavov je výsledkom jediného úsilia - misie Keplera NASA.

Kepler je kozmická loď, v ktorej sa nachádza 1-metrový ďalekohľad, ktorý osvetľuje digitálny fotoaparát s veľkosťou 95 megapixelov veľkosti hárku cookie. Prístroj zistil malé odchýlky jasu 150 000 vzdialených hviezd a hľadal svetelné znamenie planéty, ktorá blokuje časť hviezdneho svetla, keď prechádza cez ďalekohľad. Je to tak citlivé, že dokáže odhaliť bzučanie lietadla okolo jediného pouličného osvetlenia v Chicagu z orbity nad Zemou. Môže vidieť hviezdy, ktoré sa chvejú a vibrujú; môže vidieť hviezdy a svetlice; a v priaznivých situáciách môže vidieť planéty tak malé ako Mesiac.

Tisíce objavov Keplera prinieslo revolúciu v chápaní planét a planetárnych systémov. Teraz však kozmická loď vyčerpala svoje hydrazínové palivo a oficiálne vstúpila do dôchodku. Našťastie pre lovcov planét, NASA TESS misia začala v apríli a prevezme vyhľadávanie exoplanet.

História Keplera

Misia Kepler bola koncipovaná začiatkom osemdesiatych rokov vedcom NASA Billom Boruckim, neskôr s podporou Davida Kocha. V tom čase neboli mimo slnečnej sústavy žiadne známe planéty. Kepler bol nakoniec zostavený v 2000s a začal v marci 2009. Vstúpil som do Kepler Science Team v roku 2008 (ako širokooký nováčik), prípadne spolupredsedajúci skupiny študujúcej pohyby planét s Jackom Lissauerom.

Pôvodne mala misia trvať tri a pol roka s možnými predĺženiami tak dlho, ako to trvalo palivo alebo kamera alebo kozmická loď. Ako čas plynul, časti kamery začali zlyhávať, ale misia pretrvávala. Avšak v roku 2013, keď sa zastavili dva zo štyroch stabilizujúcich gyros (technicky „reakčné kolesá“), pôvodná misia Keplera sa skutočne skončila.

Dokonca aj potom, s nejakou vynaliezavosťou, NASA dokázala použiť odrazené svetlo zo slnka na pomoc pri riadení kozmickej lode. Misia bola znovu nastolená ako K2 a pokračovala v hľadaní planét na ďalšie pol desaťročia. Teraz, keď sa meradlo paliva blíži k prázdnemu, obchod s planétovým lovom sa zničí a kozmická loď zostane v slnečnej sústave. Finálny katalóg kandidátov na planétu z pôvodnej misie bol dokončený koncom minulého roka a posledné pozorovania K2 sa zbalili.

Keplerovej vedy

Stláčanie toho, čo môžeme z týchto údajov získať, bude pokračovať aj v nasledujúcich rokoch, ale to, čo sme doteraz videli, prekvapilo vedcov po celom svete.

Videli sme niekoľko planét, ktoré obiehajú okolo svojich hostiteľských hviezd len za pár hodín a sú tak horúce, že sa povrchový kameň odparuje a chodníky za planétou ako chvost kométy. Iné systémy majú planéty tak blízko pri sebe, že ak by ste mali stáť na povrchu jednej, druhá planéta by sa zdala byť väčšia ako 10 mesiacov. Jeden systém je tak plný planét, že osem z nich je bližšie ku svojej hviezde než Zem je k slnku. Mnohí z nich majú planéty a niekedy aj planéty obiehajúce v obývateľnej zóne ich hostiteľskej hviezdy, kde na ich povrchoch môže existovať tekutá voda.

Podobne ako pri každej misii, aj balík Kepler bol vybavený kompromismi. Bolo potrebné pozerať na jednu časť oblohy, blikať každých 30 minút, počas štyroch rovných rokov. Aby bolo možné študovať dosť hviezd na meranie, hviezdy museli byť dosť vzdialené - rovnako ako keď stojíte uprostred lesa, je od vás viac stromov, ako je vedľa vás. Vzdialené hviezdy sú matné a ich planéty sa ťažko študujú. Jednou z výziev pre astronómov, ktorí chcú študovať vlastnosti Keplerových planét, je, že Kepler sám je často najlepším nástrojom na použitie. Vysoko kvalitné dáta z pozemných ďalekohľadov vyžadujú dlhé pozorovania na najväčších teleskopoch - vzácnych zdrojoch, ktoré obmedzujú počet planét, ktoré možno pozorovať.

Teraz vieme, že v galaxii existuje aspoň toľko planét, koľko sú hviezdy, a mnohé z týchto planét sú celkom odlišné od toho, čo tu máme v slnečnej sústave. Naučiť sa vlastnosti a osobnosti širokej škály planét vyžaduje, aby astronómovia skúmali tie, ktoré obiehajú jasnejšie a bližšie hviezdy, kde sa dá priniesť viac nástrojov a viac ďalekohľadov.

Zadajte TESS

Misia satelitného prieskumu NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite, vedená Georgeom Rickerom z MIT, hľadá planéty pomocou rovnakej detekčnej techniky, akú Kepler použil. Obežná dráha TESS namiesto toho, aby bola okolo Slnka, má blízky vzťah s Mesiacom: TESS obieha okolo Zeme dvakrát pre každú obežnú dráhu Mesiaca. Pozorovací vzor TESSu, namiesto toho, aby hľadel na jednu časť oblohy, bude skenovať takmer celú oblohu s prekrývajúcimi sa zornými poľami (podobne ako okvetné lístky na kvete).

Vzhľadom na to, čo sme sa naučili od Keplera, astronómovia očakávajú, že TESS nájde tisíce ďalších planetárnych systémov. Zisťovaním celého neba nájdeme systémy, ktoré obiehajú hviezdy 10-krát bližšie a 100-krát jasnejšie ako tie, ktoré našiel Kepler - otvárajú nové možnosti na meranie hmotností planét a hustôt, študujúc ich atmosféry, charakterizujúce ich hostiteľské hviezdy a vytvárajúc plný priestor. systémov, v ktorých sa planéty zdržiavajú. Tieto informácie nám zase povedia viac o histórii našej planéty, o tom, ako sa mohol začať život, o akých osudoch sme sa vyhli a aké ďalšie cesty by sme mohli nasledovať.

Hľadanie nášho miesta vo vesmíre pokračuje, keď Kepler dokončí svoju nohu cesty a TESS vezme štafetu.

Tento článok bol pôvodne publikovaný na The Conversation Jason Steffen. Prečítajte si pôvodný článok.