Keskiviikkona 18. huhtikuuta kello 6.51 EDT SpaceX Falcon 9 -raketti räjähti Floridan Cape Canaveralista. Se kantoi NASAn TESS: Transit Exoplanet Survey Satellite. Sen perusteella mitä voimme kertoa, operaatio kulki ilman kiinnitystä, ensimmäisen vaiheen palatessa maahan kelluvalla proomullaan Atlantin valtamerellä ja vaiheen 2 jatkaessa lähettääkseen TESSin lopulliseen kiertoradalleen.
Tämä on vartijan vaihtaminen, koska olemme tulossa viimeisiin päiviin NASA: n Kepler-avaruusteleskooppiin. Siinä on polttoainetta loppumassa ja se on jo rappeutunut reaktiopyörien menetyksestä. Muutamassa kuukaudessa NASA sammuttaa sen hyväksi.
Se on surullista, mutta älä huoli, kun TESS on matkalla, eksoplaneetan tiedematka jatkuu: etsitään maapallon maailmoja Linnunradalla.
On vaikea uskoa, että olemme tienneet vain planeetoista, jotka kiertävät muita tähtiä, jo yli 20 vuotta. Ensimmäinen löydetty ekstrasolaarinen planeetta oli kuuma jupiter 51 Pegasi B, jonka Sveitsin tähtitieteilijät löysivät vuonna 1995.
He löysivät tämän maailman säteittäisnopeusmenetelmällä, jossa planeetan painovoima vetää tähtiään edestakaisin, muuttamalla valon aallonpituutta, jota näemme koskaan niin vähän. Tätä tekniikkaa on hienostunut ja käytetty löytää monia muita planeettoja, jotka kiertävät paljon enemmän tähtiä.
Mutta toinen tekniikka on ollut vieläkin menestyvämpi: kauttakulku tekniikka. Tähdeltä tuleva valo mitataan huolellisesti ajan myötä, tarkkaileen kirkkauden heikkenemistä, kun planeetta kulkee edessä.
Kun kirjoitan tämän artikkelin huhtikuussa 2018, on 3 708 vahvistettua planeettaa, joissa on useita tuhansia ehdokkaita, jotka tarvitsevat lisävahvistusta.
Planeetteja on kaikkialla, kaikissa muodoissa ja kokoissa. Alkaen tutuista kaasujätteistä, kallioisista maailmoista ja jään jättiläisistä, joita meillä on aurinkokunnassa, epätavallisiin kuumiin jupitereihin ja supermaahan. Tähtitieteilijät ovat jopa löytäneet komeettoja muista aurinkokunnan järjestelmistä, planeettoilta kuten Saturnusta, mutta rengasjärjestelmistä, jotka kääntävät naapuriplaneettamme. Metsästys on käynnissä jopa eksomooneille. Muita tähtiä kiertäviä planeettoja kiertävät kuut.
NASA: n Keplerin avaruusteleskooppi oli kaikkien aikojen tuottavin planeettametsästysinstrumentti. Niistä 3 708 tähän mennessä löydetystä planeetasta Kepler esitti 2 342 maailmaa.
Kepler avattiin takaisin maaliskuussa 2009, ja se aloitti toimintansa 12. toukokuuta 2009. Se käytti 1,4 metrin pääpeiliään tarkkailemaan taivaan 12 asteen aluetta. Vertailun vuoksi, Kuun korkeus on noin puoli astetta. Joten alue, jolla on satoja kertoja Kuun kokoinen.
Kepler asetettiin maan päällä olevalle kiertoradalle Auringon ympärillä, ajanjakson ollessa 372,5 päivää. Pidemmällä vuodella kaukoputki ajaa hitaasti maan takana noin 25 miljoonalla km vuodessa.
Kuten aiemmin mainitsin, Kepler suunniteltiin käyttämään kauttakulkutekniikkaa etsimällä planeettoja, jotka kulkevat tähtensä edessä tällä taivaan erityisellä alueella. Vaikka aiemmissa eksoplaneettojen tutkimuksissa oli löydetty vain massiivisempia planeettoja, Kepler oli riittävän herkkä näkemään maailmat, joiden maapallon massa on puolet kiertävästä toisia tähtiä.
Ja kaikki sujui hyvin 14. heinäkuuta 2012 asti, jolloin yksi avaruusaluksen neljästä reaktiopyörästä epäonnistui. Nämä ovat gyroskooppeja, joiden avulla avaruusalus voi muuttaa suuntaansa ilman ponneketta. Ei hätää, Kepler suunniteltiin tarvitsemaan vain kolme. Sitten toinen pyörä epäonnistui 11. toukokuuta 2013, päättäen sen päätehtävän.
Se mitä Kepler-insinöörit keksivät, on yksi nerokkaimmista avaruusaluksista, joita pelastetaan avaruuslennon historiassa. He tajusivat voivansa käyttää auringon kevyttä painetta teleskoopin täydelliseen vakauttamiseen ja pitämiseksi sen osoittamana taivaan alueelle.
Tämän ansiosta Kepler pystyi jatkamaan työskentelyään tarkkailemalla jopa suurempia taivaan osia, mutta sen kiertorata auringon ympäri antoi sen vain seurata yhtä aluetta lyhyemmän ajan. Sen sijaan, että skannata aurinkoa muistuttavia tähtiä, Kepler keskitti huomionsa punaisiin kääpiötähtiin, joilla voi olla Maan kokoiset maailmat kiertämässä niitä muutaman päivän välein.
Tätä kutsuttiin K2-aikakaudeksi, ja tänä aikana se teki vielä 307 vahvistettua ja 480 vahvistamatonta planeettaa.
Mutta Keplerillä on aika loppumassa. Noin kuukausi sitten NASA ilmoitti, että Keplerin polttoaine on loppunut. Tämä polttoaine on tärkeä, koska yksi tärkeä liikkumavara, jonka se tarvitsee tehdä, on osoittaa itsensä takaisin maahan ja ladata kaikki kerätyt tiedot. NASA: n luvut, jotka ovat nyt vain muutaman kuukauden päässä, ja kun se tapahtuu, he neuvovat teleskooppia osoittamaan viimeksi maapallolle, lähettämään sen lopulliset tiedot ja sammuttamaan sen lopullisesti.
Ja tänään TESS räjähti menestyksekkäästi, joten matkansa siirtyä kohti missä Kepler lähtee.
Siinä on NASA: n kulkeva Exoplanet Survey Satellite tai TESS, Keplerin jatko-osa, joka vie eksoplaneettojen etsinnän seuraavalle tasolle.
TESS-tehtävä on ollut jossain muodossa vuodesta 2006, jolloin Google, Kavli-säätiö ja MIT suunnittelivat sen alun perin yksityisesti rahoittamaksi tehtäväksi.
Vuosien mittaan sitä ehdotettiin NASA: lle, ja vuonna 2013 se hyväksyttiin yhdeksi NASA: n Explorer-operaatioista. Nämä ovat tehtäviä, joiden budjetti on 200 miljoonaa dollaria tai vähemmän. WISE ja WMAP ovat muita esimerkkejä Explorer-tehtävistä.
Mutta Keplerin ja TESSin välillä on joukko eroja.
Muistatko kun sanoin, että Kepler tarkkaili taivaan 12 x 12 asteen aluetta? TESS mittaa koko taivaan, alue, joka on 400 kertaa suurempi kuin mitä Kepler havaitsi.
Siinä on sarja 4 erillistä samanlaista teleskooppia, joissa on CCD-kamerat, joista kukin on 16,8 megapikselin kokoinen. Ne on järjestetty antamaan TESS: lle 24 asteen neliönäkymä taivaalta. TESS hajottaa taivaan 26 eri sektoriksi ja tutkii aluetta vähintään 27 päivän ajan vaihtamalla kirkkaasta tähdestä kirkkaaseen tähtiin kahden minuutin välein.
Kun Kepler sukelsi syvälle yhdelle taivaan alueelle, TESS aikoo tarkkailla taivaan 500 000 kirkkainta tähteä, jotka ovat 30–100 kertaa kirkkaampia kuin sellaiset tähdet, joita Kepler katsoi. Monet niistä ovat tähtiä, kuten oma aurinko.
Se pystyy kartoittamaan koko taivaan kahden vuoden aikana, mikä on ala, joka on 400 kertaa suurempi kuin Kepler havaitsi. Ja tähtitieteilijät odottavat, että operaatio tuo esiin tuhansia ekstrasolaarisia planeettoja, joista 500 on maapallon kokoisia tai supermaapallon kokoisia.
Suorittamalla tämän laajan tutkimuksen taivaasta kirkkain tähtiin TESS löytää läheiset ekstrasolaariset planeetat. Jos kirkkaalla tähdellä on planeettoja, jotka kulkevat sen edessä perspektiivistämme, TESS löytää sen. Se luo lopullisen luettelon lähellä olevista planeetoista.
Koska nämä maailmat ovat taivaassa paljon kirkkaampia, on maailman maapallon ja avaruudessa toimivien observatorioiden helpompi seurata havaintoja. Tähtitieteilijät pystyvät mittaamaan ekstrasolaaristen maailmojen koon, massan, tiheyden ja jopa ilmakehän. Odota vain, kunnes James Webb saa ilmaisimet joihinkin näistä maailmoista.
Ensisijaisen planeettojen löytämisen lisäksi NASA on kutsunut vieraat tutkijat käyttämään avaruusaluksia muihin tieteellisiin tutkimuksiin, kuten kvasaarien löytämiseen, tähtien kiertojen seuraamiseen ja kääpiötähteiden vaihteluiden tarkkailuun. Mikä tahansa, jolla on kirkkauden muutos, on hieno kohde TESSille.
Yksi mielenkiintoinen TESS-tehtävän ominaisuus on sen kiertorata, joka vie sen polulle, jota mikään muu tehtävä ei ole koskaan käyttänyt. Sitä kutsutaan ”P / 2-kuunresonanttiseksi” kiertoradaksi, ja se vie avaruusaluksen elliptiselle reitille, joka vie puoliksi niin kauan kuin Kuu kiertää maata - 13,7 päivää.
Lähin pisteessä maahan se on 35 785 km maanpinnan yläpuolella, ja kaiken tiedon lähettäminen maa-asemille vie kolme tuntia. Sitten se lentää korkeimpaan kohtaan, 373 300 km korkeuteen, Van Allen -vyöhykkeiden vaaroista.
TESS-operaation kääntyessä mennessä tiedämme paljon läheisen naapuruston ekstrasolaarisista planeetoista. No, paljon planeetoista, jotka asettuvat täydellisesti tähtiinsä näkökulmasta. Ja valitettavasti tämä on vain pari prosenttia tähtijärjestelmistä.
Tarvitsemme muita tekniikoita lopun löytämiseksi, mitä varmasti käsittelemme tulevissa artikkeleissa.
Huomaa: tämä on tekstitys postittamastamme videosta. Katso tätä täältä.
