TESS rozpoczyna poszukiwanie egzoplanet

19 kwietnia 2018 r. w przestrzeń kosmiczną wystrzelono sondę TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), której zadaniem będzie monitorowanie nieba w poszukiwaniu planet pozasłonecznych (egzoplanet). Obecnie trwa podróż sondy TESS na orbitę docelową - w połowie czerwca sonda powinna dotrzeć na silnie eliptyczną orbitę okołoziemską (w swoim apogeum, będzie o 3% dalej niż Księżyc w perygeum). Płaszczyzna tej orbity będzie nachylona do ekliptyki pod kątem 37°, a okres orbitalny sondy będzie w rezonansie 2:1 z Księżycem, czyli będzie okrążała Ziemię dwa razy częściej niż nasz naturalny satelita.

Sonda TESS okiem artysty

W trakcie dwuletniej misji zadaniem sondy będzie dokonanie przeglądu 85% powierzchni nieba w poszukiwaniu egzoplanet krążących wokół najbliższych i najjaśniejszych gwiazd. TESS będzie rejestrować jasności gwiazd, a ich ewentualne okresowe spadki, w pewnych warunkach, będzie można interpretować jako tranzyt, czyli przejście egzoplanety na tle swojej macierzystej gwiazdy. Prawdopodobieństwo takiego zajścia nie jest duże, jednak ogromna liczba obserwowanych gwiazd, wraz założeniem że obecność planet wokół gwiazd jest dość powszechnym zjawiskiem, pozwala sądzić, iż tego typu eksperyment ma sens.

Jedna z metod odkrywania planet pozasłonecznych

Detektor sondy to 16,8 megapikselowa kamera czuła na zakres fal elektromagnetycznych od koloru czerwonego do bliskiej podczerwieni i obejmująca swym polem widzenia obszar 24x24°. TESS wyposażony jest w 4 kamery ustawione tak, aby utworzyć łącznie pole obserwacji o wymiarach 24x96°. Jednak aby pokryć obserwacjami planowane 85% powierzchni nieba niezbędne będzie 26 różnych orientacji detektora wobec gwiazd. Łącznie monitoring obejmie ponad 200 tys. gwiazd różnych typów. Wybrany fragment nieba będzie obserwowany przez 27 dni, jednak czas obserwacji pojedynczej gwiazdy wyniesie od 27 do 351 dni, ponieważ niektóre sektory nieba będą się pokrywały. Wynika z tego, że TESS będzie czuły głównie na detekcję planet okrążających swoje gwiazdy w okresie krótszym niż ziemski rok. Mimo to szacuje się, że TESS wykryje ponad tysiąc nowych planet, z czego dużą część będą stanowiły obiekty o rozmiarach zbliżonych do Ziemi.

Egzoplaneta okiem artysty

Dane pozyskane z satelity TESS posłużą do wytypowania obiektów szczególnie interesujących naukowców i zmotywują do kontynuowania badań np. Kosmicznym Teleskopem Hubble’a oraz przygotowywanym do uruchomienia w 2020 roku Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba (JWST). Uzupełnienie obserwacji TESS innymi teleskopami, w szczególności posiadającymi spektrometry, umożliwi określenie prędkości radialnych wytypowanych gwiazd, a to przełoży się na potwierdzenie, czy faktycznie krążą wokół nich planety, jak również umożliwi określenie ich masy. Takie wspólne badania dostarczą wskazówek na temat budowy wewnętrznej planet - pozwolą ustalić, czy dana planeta jest obiektem skalistym, lodowym, czy gazowym. Analiza spektroskopowa pozwoli również dowiedzieć się czegoś na temat atmosfer badanych planet. A połączenie wiedzy o parametrach atmosfery i dystansie orbitalnym da nam sugestię, czy rozważana planeta nadaje się do życia (zakładając że to życie podobne do znanego na Ziemi). Taki zbiór informacji dość komplementarnie opisze zatem badane egzoplanety, a wszystko dzięki temu, że analizie zostaną poddane gwiazdy znajdujące się w odległości do 300 lat świetlnych, co pozwali by najnowsze generacje przyrządów astronomicznych mogły skutecznie je badać.

Obserwacje poczynione przez sondę TESS będzie można nazwać kontynuacją misji prowadzonej przez inną sondę noszącą miano Keplera, która mimo problemów technicznych nadal przebywa w kosmosie (od marca 2009 r.), i która zrewolucjonizowała naszą wiedzę o planetach pozasłonecznych. Jednak sonda Keplera działa już na resztkach paliwa, więc jeszcze w tym roku należy się spodziewać definitywnego zakończenia jej pracy. Warto jednak wiedzieć, że sonda Keplera udowodniła, iż metoda tranzytu jest obecnie najefektywniejszą metodą odkrywania egzoplanet.

Warto też mieć świadomość, że oczekiwania pokładane wobec pracy teleskopu TESS nie wyczerpują tematu odkrywania i badania egzoplanet. Po zakończeniu pierwszego dwuletniego okresu obserwacji, jeśli okaże się, że stan sondy jest zadowalający, misję TESS będzie można przedłużyć. Jednocześnie pod koniec roku spodziewać się można startu rakiety z kolejnym kosmicznym teleskopem nazwanym CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite), również dedykowanemu obserwacji tranzytów egzoplanet.

Jednak i to z pewnością nie będzie ostatnie słowo w tym temacie.

Albert Pawłowski

 

Rakieta SpaceX z sondą TESS na pokładzie

Więcej na temat planet pozasłonecznych dowiesz się w Planetarium EC1 na pokazie "Niezbadane światy":

18.07.2018 17:00 (środa)
21.07.2018 18:30 (sobota)
22.07.2018 15:30 (niedziela)
25.07.2018 17:00 (środa)
28.07.2018 18:30 (sobota)
29.07.2018 15:30 (niedziela)