Місія NASA TESS: Що знати про пошук екзопланет

Протягом століть людські істоти дивувалися про можливість інших Землі, що обертаються навколо далеких зірок. Можливо, деякі з цих чужих світів будуть носити дивні форми життя або мати унікальні історії чи ф'ючерси. Але тільки в 1995 році астрономи помітили перші планети, що обертаються навколо сонячних зірок за межами нашої Сонячної системи.

В останнє десятиліття, зокрема, кількість планет, відомих на орбіті далеких зірок, зросла з менше ніж 100 до більш ніж 2 000, а ще дві тисячі планет очікують підтвердження. Більшість цих нових відкриттів пов'язані з однією справою - місією Кеплера НАСА.

Kepler - це космічний апарат, що містить 1-метровий телескоп, який висвітлює цифрову камеру розміром 95 мегапікселів розміром з печива. Інструмент виявив крихітні зміни яскравості 150 000 віддалених зірок, шукаючи прикметний знак планети, що блокує частину світла зірки, коли вона проходить через лінію зору телескопа. Це настільки чутливо, що воно може виявити жужжану мушку навколо одного вуличного ліхтаря в Чикаго з орбіти над Землею. Він може бачити, як зірки трясуться і вібрують; на ній можна побачити зірочки і спалахи; і, в сприятливих ситуаціях, вона може бачити планети настільки малі, як Місяць.

Тисячі відкриттів Кеплера змінили наше розуміння планет і планетних систем. Тепер, однак, космічний апарат вичерпав своє гідразинове паливо і офіційно вступив на пенсію. На щастя для мисливців на планеті, місія NASA TESS, запущена у квітні, прийме пошук екзопланет.

Історія Кеплера

Місія Кеплера була задумана на початку 1980-х років вченим НАСА Білом Боруцьким, з подальшою допомогою від Девіда Коха. У той час не було відомих планет поза Сонячною системою. Kepler був врешті-решт зібраний в 2000-х роках і запущений в березні 2009 року. Я приєднався до Kepler Science Team в 2008 році (як широкоокий новобранець), врешті-решт співголовував групу вивчення рухів планет з Джеком Лісауером.

Спочатку планувалося, що місія триватиме три з половиною роки з можливими продовженнями до тих пір, поки триватиме паливо або камера або космічний апарат. З плином часу частина камери почала виходити з ладу, але місія зберігалася. Однак у 2013 році, коли два з чотирьох стабілізуючих гіроскопів (технічно «коліс реакцій») зупинилися, оригінальна місія Кеплера фактично закінчилася.

Навіть тоді, з деякою винахідливістю, NASA була в змозі використовувати відбитий світло від сонця, щоб допомогти керувати космічним апаратом. Місія була переосмислена як K2 і продовжувала знаходити планети ще на півтора десятиліття. Тепер, коли датчик палива наближається до порожнього, бізнес планети полює, і космічний корабель залишиться в сонячній системі. Остаточний каталог кандидатів на планету від початкової місії був завершений наприкінці минулого року, а останні спостереження K2 завершуються.

Наука Кеплера

Стиснення тих знань, які ми можемо отримати від цих даних, продовжуватиметься на довгі роки, але те, що ми бачили досі, вразило вчених по всьому світу.

Ми бачили деякі планети, які обертаються зірками своїх господарів всього за кілька годин, і настільки гарячі, що поверхневий камінь випаровується і відстає від планети, як хвіст комети. Інші системи мають планети так близько, що якщо б ви стояли на поверхні однієї, то друга планета виявилася б більше, ніж 10 повних місяців. Одна система настільки упакована планетами, що вісім з них ближче до своєї зірки, ніж Земля до сонця. Багато з них мають планети, а іноді і кілька планет, що обертаються навколо зони житлової зони, де на їх поверхні може існувати рідка вода.

Як і будь-яка місія, пакет Kepler прийшов з компромісами. Потрібно було дивитися на одну частину неба, мигаючи кожні 30 хвилин, протягом чотирьох років. Для того, щоб вивчити достатню кількість зірок, щоб зробити його вимірювання, зірки повинні були бути досить далекими - так само, як коли ви стоїте посеред лісу, то від вас більше дерев, ніж поруч з вами. Далекі зірки тьмяні, і їхні планети важко вивчати. Справді, для астрономів, які хочуть вивчити властивості планет Кеплера, викликом є ​​те, що сам Кеплер часто є найкращим інструментом для використання. Високоякісні дані з наземних телескопів вимагають довгих спостережень на найбільших телескопах - дорогоцінних ресурсів, що обмежують кількість планет, які можна спостерігати.

Тепер ми знаємо, що існує принаймні стільки планет у галактиці, скільки є зірок, і багато з цих планет зовсім не схожі на те, що ми маємо тут, у Сонячній системі. Вивчення особливостей і особистостей найрізноманітніших планет вимагає, щоб астрономи досліджували ті, що обертаються навколо яскравіших і ближчих зірок, де можна принести більше інструментів і більше телескопів.

Введіть TESS

Місія супутника з транзитного екзопланетного обстеження НАСА, яку очолює Джордж Рікер (MIT), шукає планети, використовуючи той самий метод виявлення, який використовував Кеплер. Орбіта TESS, а не навколо Сонця, має тісний зв'язок з Місяцем: TESS двічі обертається навколо Землі для кожної місячної орбіти. Спостережуючий малюнок TESS, замість того, щоб дивитися на одну частину неба, сканує майже все небо, перекриваючи поля зору (подібно до пелюсток квітки).

Враховуючи те, що ми дізналися від Кеплера, астрономи очікують, що TESS знайде тисячі планетних систем. Оглядаючи все небо, ми знайдемо системи, які орбіти зір 10 разів ближче і в 100 разів яскравіше, ніж знайдені Кеплером - відкриваючи нові можливості для вимірювання мас і щільності планети, вивчаючи їх атмосферу, характеризуючи їхні зірки-господарі, і встановлюючи повну Характер систем, в яких перебувають планети. Ця інформація, у свою чергу, розповість нам більше про історію нашої планети, про те, як почалося життя, які долі ми уникали, і які інші шляхи могли наслідувати.

Прагнення знайти своє місце у Всесвіті продовжується, коли Кеплер закінчує свою частину подорожі, а ТЕСС приймає естафету.

Ця стаття спочатку була опублікована на бесіді Джейсона Штеффена. Читайте оригінальну статтю тут.