NASA TESS misija: Kas jāzina par Exoplanets meklēšanu

Gadsimtiem ilgi cilvēki ir brīnījušies par iespēju, ka citas Zemes orbitē attālās zvaigznēs. Iespējams, ka dažas no šīm svešzemju pasaulēm atstās dīvainas dzīves formas vai ir unikāla un stāstoša vēsture vai nākotne. Taču tikai 1995. gadā astronomi pamanīja pirmās planētas, kas orbitē saules līdzīgas zvaigznes ārpus mūsu Saules sistēmas.

Jo īpaši pēdējā desmitgadē planētu skaits, kas pazīstamas ar orbītā esošajām zvaigznēm, pieauga no mazāk nekā 100 līdz vairāk nekā 2000, bet vēl 2000 planētu gaida apstiprinājumu. Lielākā daļa no šiem jaunajiem atklājumiem ir saistīti ar vienu centienu - NASA Kepler misiju.

Kepler ir kosmosa kuģis, kurā atrodas 1 metru teleskops, kas izgaismo 95 megapikseļu digitālo kameru, kas ir sīkdatnes lapas izmērs. Instruments atklāja nelielas svārstības 150 000 attālu zvaigžņu spilgtumā, meklējot planētas signalizāciju, kas bloķē daļu no starlight, kad tā šķērso teleskopa redzes līniju. Tas ir tik jutīgi, ka tas varētu atklāt lidojumu, kas šurpē ap vienu ielu gaismu Čikāgā no orbītas virs Zemes. Tā var redzēt zvaigznes kratīt un vibrēt; tā var redzēt zvaigznītes un uzliesmojumus; un labvēlīgās situācijās tā var redzēt planētas tik mazas kā mēness.

Keplera tūkstošiem atklājumu revolucionizēja mūsu izpratni par planētām un planētu sistēmām. Tomēr tagad kosmosa kuģis ir iztecējis no hidrazīna degvielas un oficiāli aizgājis pensijā. Par laimi planētas medniekiem, NASA TESS misija tika uzsākta aprīlī un pārņems eksoplaneta meklēšanu.

Keplera vēsture

Keplera misiju deviņdesmito gadu sākumā izveidoja NASA zinātnieks Bils Borucki, vēlāk sniedzot palīdzību no David Koch. Tajā laikā ārpus Saules sistēmas nebija zināmu planētu. Keplers galu galā tika apvienots 2000. gadā un sākās 2009. gada martā. 2008. gadā es pievienojos Kepler Zinātnes komandai (kā plaša acu jauniesaucamais), kas beidzot vadīja grupu, kas pētīja planētu kustības ar Jack Lissauer.

Sākotnēji tika plānots, ka misija ilgs trīs ar pusi gadus ar iespējamu pagarinājumu, kamēr degviela, kamera vai kosmosa kuģis ilga. Laika gaitā kameras daļas sāka neizdoties, bet misija turpinājās. Tomēr 2013. gadā, kad divi no četriem stabilizējošiem giroskopiem (tehniski „reakcijas riteņi”) apstājās, sākotnējā Keplera misija faktiski beidzās.

Pat tad, ar zināmu atjautību, NASA varēja izmantot atstaroto gaismu no saules, lai palīdzētu vadīt kosmosa kuģi. Misija tika atjaunota kā K2 un turpināja atrast planētas vēl uz pusgadu. Tagad, kad degvielas mērītājs ir tukšs, planētas medību bizness beidzas, un kosmosa kuģis paliks saules sistēmā. Pagājušā gada beigās tika pabeigts sākotnējā misijas planētu kandidātu gala katalogs, un pēdējie K2 novērojumi ir iesaiņoti.

Keplera zinātne

Nākamajos gados turpināsim nospiest, kādas zināšanas mēs varam iegūt no šiem datiem, bet tas, ko mēs līdz šim esam redzējuši, ir pārsteiguši zinātniekus visā pasaulē.

Mēs esam redzējuši dažas planētas, kuras orbītā atrodas tikai dažu stundu laikā, un ir tik karstas, ka virsmas klintis iztvaiko un takas aiz planētas, piemēram, komēta asti. Citām sistēmām ir tik tuvas planētas, ka, ja jūs stāvētu uz vienas virsmas, otrā planēta būtu lielāka par 10 pilniem pavadoņiem. Viena sistēma ir tik bagāta ar planētām, ka astoņi no tiem ir tuvāk savai zvaigznei nekā Zeme ir saulē. Daudziem ir planētas un dažreiz vairākas planētas, kas orbītā atrodas to saimniekzvaigznes apdzīvojamajā zonā, kur uz to virsmām var būt šķidrais ūdens.

Tāpat kā jebkuras misijas laikā, Keplera pakete ieguva kompromisus. Tam vajadzēja skatīties uz vienu debesu daļu, mirgo ik pēc 30 minūtēm, četrus taisnus gadus. Lai pētītu pietiekami daudz zvaigznes, lai veiktu mērījumus, zvaigznēm bija jābūt diezgan tālu - tāpat kā tad, kad stāvot mežā, ir vairāk koku, kas atrodas tālāk no jums, nekā tieši blakus. Attālās zvaigznes ir blāvas, un to planētas ir grūti izpētīt. Patiešām, viens izaicinājums astronomiem, kas vēlas studēt Keplera planētu īpašības, ir tas, ka pats Keplers bieži vien ir labākais instruments. Augstas kvalitātes dati no zemes teleskopiem prasa ilgus novērojumus par lielākajiem teleskopiem - vērtīgiem resursiem, kas ierobežo novērojamo planētu skaitu.

Tagad mēs zinām, ka galaktikā ir vismaz tik daudz planētu, kā ir zvaigznes, un daudzas no šīm planētām ir gluži atšķirīgas no tā, kas mums ir šeit Saules sistēmā. Lai uzzinātu, cik daudzas planētas ir raksturīgas un personības, astronomiem jāizpēta tie, kas orbitē gaišākas un tuvākas zvaigznes, kur var tikt nogādāti vairāk instrumentu un vairāk teleskopu.

Ievadiet TESS

NASA Transitīvās Exoplanet Survey Satellite misija, kuru vada MIT George Ricker, meklē planētas, izmantojot to pašu atklāšanas tehniku, ko izmantoja Kepler. TESS orbītā, nevis ap sauli, ir cieša saikne ar mēness: TESS orbītā ap Zemi divreiz uz katru Mēness orbītu. TESS novērošanas modelis, nevis skatoties uz vienu debesīs esošo daļu, skenēs gandrīz visu debesu ar pārklājošiem redzes laukiem (līdzīgi ziedlapiņām).

Ņemot vērā to, ko mēs mācījāmies no Keplera, astronomi sagaida, ka TESS atradīs vairāk planētu sistēmu. Aptaujājot visu debesis, mēs atradīsim sistēmas, kas orbītas zvaigznes 10 reizes tuvāk un 100 reizes spilgtākas nekā Keplera - atverot jaunas iespējas planētas masu un blīvumu mērīšanai, to atmosfēru izpētei, raksturojot viņu uzņēmējzvaigznes un izveidojot pilnīgu sistēmām, kurās planētas dzīvo. Šī informācija, savukārt, mums vairāk pastāstīs par mūsu planētas vēsturi, kā var būt sākusies dzīve, kādus likteni mēs izvairījāmies un kādus citus ceļus mēs varētu sekot.

Mēģinājums atrast mūsu vietu Visumā turpinās, kad Keplers pabeidz ceļojuma posmu, un TESS aizņem batoniņu.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Jason Steffen sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.