TESS

TESS ( Transiting Exoplanet Survey Satellite ) este un  telescop spațial conceput pentru a descoperi exoplanete prin metoda tranzitului , dezvoltat de Institutul de Tehnologie din Massachusetts, ca parte a Programului de Cercetare Mic al NASA .

Telescopul a fost lansat pe 18 aprilie 2018 pe un vehicul de lansare Falcon 9 și va efectua, timp de doi ani, cercetări în toate anotimpurile pentru a studia mai în detaliu descoperite anterior și a detecta exoplanete necunoscute anterior pe orbite în jurul stelelor strălucitoare.

Costul proiectului este estimat la 378 de milioane de dolari [2] .

Obiectivele misiunii

Scopul principal al misiunii este de a găsi exoplanete stâncoase care cad în zona locuibilă și nu se află la mai mult de 200 de ani lumină distanță de Pământ („ Kepler ”, în ciuda faptului că a descoperit peste 2600 de exoplanete, a efectuat cercetări asupra obiectelor la un distanță de până la 3000 de ani lumină, din cauza căreia întunericul majorității lumilor pe care le-a descoperit nu permite nici celor mai moderne telescoape terestre să-și măsoare viteza radială).

Este de așteptat ca TESS să descopere peste 20 de mii de exoplanete de tranzit, dintre care 500-1000 vor fi planete terestre și supraterestre cu perioade orbitale de până la 10 luni [3] . Pentru aceasta, 500 de mii de stele din clasele spectrale G, K și M cele mai apropiate de Pământ vor fi studiate mai strălucitoare decât magnitudinea 12 și aproximativ 1000 de pitici roșii cele mai apropiate împrăștiate pe cerul înstelat. Spre deosebire de Kepler, a cărui cercetare s-a limitat la o zonă mică a sferei cerești, aria de acoperire va crește de peste 400 de ori.

Este de așteptat ca TESS să descopere 70 de planete în zona locuibilă , toate care vor orbita pitici roșii , iar 11 dintre aceste 70 vor avea o rază de cel mult 2 raze Pământului [4] . Deși telescopul spațial va descoperi nu numai exoplanete de tip terestru, ci și giganți gazosi.

Datele obținute de TESS vor fi utilizate pentru studii ulterioare mai detaliate de către spectrometrul ESPRESSO de pe VLT , telescopul James Webb , precum și alte telescoape mari de la sol și spațiale care sunt planificate a fi construite în viitor.

Echipament științific

Satelitul este echipat cu patru telescoape, fiecare cu un refractor cu unghi larg cu un câmp vizual de 24° × 24° și o lentilă cu o deschidere de 10 cm. Fiecare dintre cele patru telescoape este echipat cu o cameră CCD de 16,8 megapixeli ( cu un total de 67,2 megapixeli pentru toate camerele) care operează în intervalul spectral de la 600 la 1000 nm .

Datele de observație vor fi procesate și stocate timp de trei luni la bordul dispozitivului, doar datele de interes științific sunt planificate a fi transmise pe Pământ. Trei luni de stocare ar permite detectarea fenomenelor tranzitorii (cum ar fi exploziile de raze gamma ).

Istoricul proiectului

În septembrie 2011, a fost anunțat că TESS a rămas printre cele 11 proiecte luate în considerare după reducerea listei inițiale de 22 de proiecte depuse în februarie 2011 [5] . Proiectul TESS a primit 1 milion de dolari pentru a desfășura un concept de cercetare de 11 luni.

La începutul lunii aprilie 2013, după un studiu detaliat al conceptelor de proiect propuse, NASA a selectat două dintre proiectele Misiunii de explorare propuse: TESS și NICER [6] . NASA a alocat aproximativ 200 de milioane de dolari pentru misiunea TESS, cu o dată țintă de lansare în 2018. [7] [8] .

Google a oferit[ când? ] capital de pornire pentru dezvoltarea telescoapelor și receptoarelor de radiații optice la bord [9] .

Lansare

Inițial, lansarea TESS era programată pe 16 aprilie 2018, dar lansarea a fost amânată din cauza verificărilor suplimentare ale sistemului de management al navigației. Lansarea a fost făcută pe 18 aprilie 2018 la ora 22:51 GMT de către racheta SpaceX Falcon 9 [10] . Dispozitivul s-a separat cu succes de vehiculul de lansare [1] .

Durată de viață nominală (iunie 2018 - iunie 2020)

La sfârșitul lunii iulie 2018, după trei luni de manevre orbitale și de testare a echipamentelor, telescopul își va începe programul științific.

• Pe 18 mai 2018, TESS a făcut prima fotografie - una dintre cele patru camere a făcut o poză de test cu 200.000 de stele. La finalizarea testării echipamentelor, imaginile TESS vor acoperi o zonă a cerului de 400 de ori mai mare decât cea de test.
• Pe 11 iulie 2018, TESS a ajuns pe orbita de pe care va efectua cercetări [11] .
• Pe 25 iulie 2018 a început colectarea datelor științifice [12] .

Rezultate științifice

• La sfârșitul lunii septembrie 2018 , o echipă de astronomi condusă de Chelsea Huang de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) a anunțat prima exoplanetă descoperită de telescop. Descoperirea a fost făcută în timpul analizei datelor culese de telescop în perioada 25 iulie - 22 august 2018, nu este un semnal fals sau o posibilă eclipsă a unei stele de către o altă stea, și a fost confirmată ulterior pe baza datelor de la telescoapele de la sol. . Nou-descoperită exoplaneta Pi Table Mountain c este situată în sistemul stelei strălucitoare Pi Table Mountain (π Mensae), care aparține clasei de pitice galbene și este situată la o distanță de aproximativ 60 de ani lumină de Pământ [13] .
• Pe 29 iulie 2019 , în revista Nature Astronomy a fost publicat un articol, din care rezultă că TESS a descoperit la pitica roșie TOI-270 , la 73 de ani lumină distanță de Pământ și situată în constelația Dorado , trei planete la o distanță mică. distanta fata de steaua ei. „Star TOI-270 are un caracter foarte calm. Acest lucru simplifică foarte mult căutarea ulterioară a posibilelor urme de viață pe planetele și sateliții lor. În plus, toate aceste lumi sunt sincronizate între ele, ceea ce va face mai ușoară căutarea altor planete, mai asemănătoare Pământului, dacă există în acest sistem. Planetele descoperite sunt mai mari decât Pământul și alte planete interioare, dar mai mici decât giganții gazos precum Jupiter și Neptun. Planeta cea mai apropiată de stea, a cărei masă este de aproximativ două ori mai mare decât cea a Pământului, aparține numărului de „super-Pământ” , iar cei doi vecini mai mari ai săi – „mini-neptunilor” [14] [15] .
• Pe 31 iulie 2019, astronomii au anunțat descoperirea mai multor planete în apropierea stelei GJ 357 , dintre care una se află în limita exterioară a zonei locuibile. GJ 357 este o pitică de tip M cu o masă și o dimensiune de 1/3 din soare și cu 40% mai rece decât steaua noastră, situată la 31 de ani lumină distanță de Pământ în constelația Hidra . Exoplaneta, numită GJ 357 d , primește la fel de multă energie ca Marte de la Soare. Un an durează pe planetă 55,7 zile pământești, iar distanța sa până la stea sa este de 20% din Pământ. Dimensiunea și masa planetei nu sunt cunoscute cu exactitate. Se presupune că este de aproximativ două ori mai mare decât Pământul și de cel puțin șase ori mai greu. Oamenii de știință se așteaptă să studieze în continuare planeta în detaliu [16] [17] .
• Pe 7 ianuarie 2020, serviciul de presă al Centrului de Zbor Spațial NASA. Goddard a anunțat descoperirea de către telescopul TESS a planetei asemănătoare Pământului TOI-700 d lângă pitica roșie TOI-700 din constelația Dorado, potențial locuibilă și la 100 de ani lumină distanță de Pământ. Observații suplimentare ale observatorului Spitzer au confirmat localizarea planetei în așa-numita „zonă locuibilă” . După cum notează cercetătorii, planeta TOI-700 d este în general similară cu alte lumi asemănătoare Pământului descoperite în ultimii ani. În special, se învârte în jurul unei pitici roșii, a cărei masă și dimensiuni sunt aproximativ jumătate din cele ale Soarelui. Timp de 11 luni de observații, astronomii nu au înregistrat niciun fulger pe suprafața acestei stele, ceea ce este tipic pentru alte stele în care s-au găsit lumi similare. Acest lucru crește foarte mult probabilitatea de viață pe suprafața sa. După cum sugerează oamenii de știință, în climatul și condițiile sale de la suprafață, planeta TOI-700 d amintește mai mult de Marte timpuriu decât de Pământ. Atmosfera sa, așa cum arată o analiză preliminară a spectrului, ar trebui să fie formată aproape în întregime din dioxid de carbon, iar suprafața acestui geamăn al Pământului primește ceva mai puțină energie de la stea (86%) decât Pământul. Principalul obstacol în calea existenței vieții pe suprafața sa, potrivit oamenilor de știință de la NASA, poate fi faptul că această planetă „se uită” întotdeauna cu aceeași parte la stea . Acest lucru poate crește dramatic temperatura pe partea sa iluminată, precum și poate afecta în mod imprevizibil natura mișcării vântului în atmosferă [18] [19] .
• Pe 11 august 2020, serviciul de presă al Centrului de Zbor Spațial Goddard NASA a anunțat că telescopul TESS a rezolvat toate sarcinile stabilite în cadrul misiunii principale, care a realizat o hartă detaliată a 75% din cerul nopții și a descoperit câteva zeci de exoplanete (66 confirmați și peste două mii de candidați pentru acest rol) [20] [21] .
• Pe 20 ianuarie 2022, liderii programului științific TESS de la Institutul Kavli pentru Astrofizică și Cercetare Spațială de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au rezumat rezultatele actuale intermediare ale lucrării. Numărul de candidați găsiți pentru exoplanete s-a ridicat la 5210 de piese, dintre care 177 au fost deja confirmate de datele de observație de la telescoape de la sol. Pentru comparație, telescopul Kepler a descoperit puțin peste 3.600 de candidați exoplanete în primii trei ani de funcționare [22] . În plus, TESS a ajutat la descoperirea a trei exocomete în sistemul tinerei stele Beta Pictoris, a șase explozii de supernove de tip Ia în galaxii îndepărtate și a detectat o erupție de la distrugerea unei stele de către o gaură neagră supermasivă [23] .
• Pe 27 aprilie 2022, o echipă de astronomi condusă de Rafael Luque de la Universitatea din Chicago a anunțat descoperirea a două exoplanete stâncoase în jurul piticii roșii strălucitoare HD 260655 , care se află la 32,6 ani lumină de Soare. Acesta este al treilea sistem deschis cel mai apropiat de Soare, care conține un pitic M și mai multe planete care trec periodic prin discul stelei. Cea mai apropiată exoplanetă de stea, HD 260655 b, are o rază de 1,24 raze Pământului, o masă de 2,14 mase Pământului și o temperatură de echilibru de 709 K. Exoplaneta HD 260655 c are o rază de 1,53 raze Pământului, o masă de 3,09 mase Pământului și o temperatură de echilibru de 557 K. Este de așteptat ca în viitor telescopul spațial James Webb să observe obiectele nou descoperite, care le vor căuta atmosferele. Descoperirea a fost confirmată și prin metoda vitezei radiale folosind receptoarele HIRES și CARMENES instalate pe telescoape de la sol [24] .

• Pe 8 iulie 2022 , o echipă internațională de astronomi condusă de Solena Ulmer-Moll de la Observatorul de la Geneva a anunțat într-o publicație pe arXiv.org descoperirea a două exoplanete calde gigantice de mărimea lui Jupiter . Prima dintre ele a fost numită NGTS-20b (TOI-5152b), masa sa este de 2,98 mase Jupiter, raza sa este de 1,07 raze Jupiter, iar temperatura de echilibru este de 688 K. Planeta se învârte în jurul unei stele din clasa G1 în 54,19 zile , a cărui masă este de 1,47 mase solare, raza este de 1,78 raze solare, iar distanța până la soare este de aproximativ 1200 de ani lumină . Cea de-a doua planetă, numită TOI-5153b, are o masă de 3,26 mase Jupiter și o rază de 1,06 raze Jupiter, temperatura sa de echilibru este de 906 K. Este nevoie de 20,33 zile pentru a orbita o stea din clasa F8 , care este situată la o distanță de aproximativ. 1270 de ani lumină de Soare și are o masă de 1,24 mase solare și o rază de 1,4 raze solare. Ambele exoplanete conțin metale, a căror abundență corespunde modelelor giganților gazosi [25] .

• Pe 12 august 2022, o echipă internațională de oameni de știință de la Universitatea din Montreal a anunțat descoperirea exoplanetei TOI-1452 b, care orbitează un sistem binar de stele mici din constelația Draco la o distanță de 100 de ani lumină de Pământ și se presupune că este cu 67% mai mare decât Pământul în diametru și, unul dintre modele, este înconjurat de o înveliș de apă, care reprezintă aproximativ 22% din masa planetei. TOI-1452 b primește aproximativ aceeași cantitate de energie de la steaua sa ca și Venus din sistemul solar. Această planetă poate fi un bun candidat pentru observații ulterioare cu telescopul spațial James Webb, care îi va putea studia atmosfera [26] .