NASA: n viimeisin eksoplaneettojen metsästysatelkooppi (Transiting Exoplanet Survey Satellite) (TESS) ajettiin avaruuteen keskiviikkona 18. huhtikuuta 2018. Kuten nimestä voi päätellä, tämä kaukoputki käyttää kauttakulkumenetelmää maanpäällisten massaplaneetojen (ts. Kivisten) havaitsemiseen. ) kiertävä kaukaisia tähtiä. Muiden seuraavan sukupolven teleskooppien rinnalla James Webbin avaruuskaukoputki (JWST), TESS poimii tehokkaasti missä teleskoopit pitävät Hubble ja Kepler jätetty pois.
Mutta kuinka monta planeettaa TESSin odotetaan löytävän? Se oli uuden tutkimuksen aihe, jonka ryhmän tutkijat yrittivät arvioida kuinka monta planeettaa TESS todennäköisesti löytää, samoin kuin näiden planeettojen ja niiden ympärillä olevien tähtien fysikaaliset ominaisuudet. Kaikkiaan he arvioivat, että TESS löytää tuhansia planeettoja, jotka kiertävät monenlaisia tähtiä kahden vuoden ensisijaisen tehtävänsä aikana.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Tarkistettu Exoplanet-tuotto Transitio Exoplanet Survey -satelliitilta (TESS)”, ilmestyi äskettäin verkossa. Tutkimusta johtivat NASA Goddardin avaruuslentokeskuksen ja Marylandin yliopiston apututkija Thomas Barclay. Tutkimukseen osallistuivat Joshua Pepper (Lehighin yliopiston astrofysiikka) ja Elisa Quintana (SETI-instituutin ja NASA Amesin tutkija) Tutkimuskeskus).
Kuten Thomas Barclay kertoi Space Magazinelle sähköpostitse:
”TESS rakentaa Keplerin perinnön. Kepler oli ensisijaisesti tilastollinen tehtävä ja opetti meille, että planeettoja on kaikkialla. Sitä ei kuitenkaan ole optimoitu etsimään erinomaisia yksittäisiä planeettoja jatkotutkimuksia varten. Nyt kun tiedämme, että planeetat ovat yleisiä, voimme käynnistää jotain TESS-tyyppistä etsiäksemme planeettoja, joille suoritamme intensiivisiä tutkimuksia maa- ja avaruuspohjaisten teleskooppien käytöstä. TESS: n löytämät planeetat ovat keskimäärin 10x lähempänä ja 100x kirkkaampia. ”
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä loi kolmivaiheisen mallin, jossa otettiin huomioon tähdet, joita TESS havaitsee, jokaisen planeetan lukumäärän todennäköisesti on, ja todennäköisyys, että TESS havaitsee ne. Näihin sisältyi sellaisia planeettoja, jotka kiertävät kääpiötähteiden ympärillä A-tyypistä K-tyyppisiin (kuten aurinkoomme), ja pienemmän massan M-tyypin (punainen kääpiö) tähtiä.
"Arvioidaksesi kuinka monta planeettaa TESS löytää, otimme tähdet, joita TESS havaitsee, ja simuloimme niitä kiertävien planeettojen populaatiota", sanoi Barclay. ”Kaikki eksoplaneetan väestötilastot ovat peräisin tutkimuksista, joissa käytettiin Keplerin tietoja. Sitten, käyttämällä TESS-suorituskykymalleja, arvioimme kuinka monta näistä planeetoista havaitsisi TESS. Täältä saamme tuottoarvomme. ”
Ensimmäinen askel oli suoraviivainen, koska käytettävissä on ehdokaskohdelista (CTL) - priorisoitu kohdeluetteloluettelo, jonka TESS-kohteiden valintatyöryhmän määrittämät olivat sopivimpia tähtiä pienten planeettojen havaitsemiseksi. Sitten he sijoittivat 3,8 miljoonaa tähteä, jotka sisältyvät uusimpaan versioon niiden kirkkauden ja säteen perusteella, ja päättivät, mitä näistä TESS todennäköisesti noudattaa.
Toinen vaihe koostui planeettojen osoittamisesta jokaiselle tähdelle Poisson-jakauman perusteella. Tilastollinen tekniikka, jossa jokaiselle tähdelle annetaan tietty määrä (tässä tapauksessa 0 tai enemmän). Jokaiselle planeetalle annettiin sitten kuusi satunnaisesti piirrettyä fysikaalista ominaisuutta, mukaan lukien kiertorata, säde, epäkeskeisyys, periastronikulma, kaltevuus näkölinjaamme ja ensimmäisen kulkeutumisen puoliväli.
Viimeiseksi he yrittivät arvioida kuinka moni näistä planeetoista tuottaisi havaittavan kauttakulkusignaalin. Kuten todettiin, TESS luottaa kauttakulkumenetelmään, jossa tähtien kirkkaudessa tapahtuvia jaksottaisia kasteja käytetään määrittämään yhden tai useamman kiertävän planeetan läsnäolo sekä asettamaan rajoituksia niiden koolle ja kiertorajoille. Tätä varten he ottivat huomioon lähellä olevien tähtiä aiheuttavan vuodon saastumisen, kauttakulkujen määrän ja läpikulun keston.
Loppujen lopuksi he päättivät 90% luotettavuudella, että TESS havaitsee todennäköisesti 4430–4660 uutta eksoplaneettaa kahden vuoden tehtävänsä aikana:
”Tulosten perusteella oletamme, että TESS löytää yli 4000 planeettaa, joiden sadat ovat pienempiä kuin kaksinkertainen maan päällä. TESSin päätavoite on löytää planeettoja, jotka ovat riittävän kirkkaita maanpäälliselle kaukoputkelle niiden massan mittaamiseksi. Arvioimme, että TESS voi johtaa kolminkertaiseen planeettojen lukumäärään, joka on pienempi kuin 4 maapallosädettä massamittausten avulla. "
1. huhtikuuta 2018 alkaen yhteensä 3 758 exo: aplaneetat on vahvistettu 2 808 järjestelmässä, ja 627 järjestelmässä on enemmän kuin yksi planeetta. Toisin sanoen Barclay ja hänen tiiminsä arvioivat, että TESS-operaatio kaksinkertaistaa tehokkaasti vahvistettujen eksoplaneettojen määrän ja kolminkertaistaa maan kokoisen ja supermaapallon määrän ensisijaisen tehtävänsä aikana.
Tämä alkaa sarjan kiertoradan ohjaus- ja suunnittelutestien jälkeen, joiden odotetaan kestävän noin kaksi kuukautta. Kun eksoplaneettojen luettelo on näin laajentunut, voidaan odottaa, että opiskeluun on tarjolla paljon enemmän "maan kaltaisia" ehdokkaita. Ja vaikka emme silti pysty selvittämään, onko jollain heistä elämää, saatamme ehkä löytää joitain, jotka osoittavat merkkejä elinkelpoisesta ilmakehästä ja vedestä pinnoilla.
Maan ulkopuolella tapahtuvan elämän metsästys jatkuu monien vuosien ajan! Ja sillä välin, nauti ehdottomasti tästä videosta TESS-tehtävästä, NASA: n suostu:
