NASA TESS Mission: Hva å vite om søket etter Exoplanets

I århundrer har menneskene lurt på muligheten for at andre jordar drar rundt fjerne stjerner. Kanskje noen av disse fremmede verdener vil havne underlige livsformer eller ha unike og forteller historier eller futures. Men det var bare i 1995 at astronomer oppdaget de første planetene som bugte solenlignende stjerner utenfor vårt solsystem.

I løpet av det siste tiåret har antallet planeter kjent for å bane fjernstjerner vokst fra under 100 til godt over 2000, med ytterligere 2000 sannsynlige planeter venter på bekreftelse. De fleste av disse nye funnene skyldes en enkelt innsats - NASAs Kepler-oppdrag.

Kepler er et romfartøy som inneholder et 1 meter teleskop som lyser et 95 megapikslers digitalkamera på størrelse med et kakeblad. Instrumentet oppdaget små variasjoner i lysstyrken på 150.000 fjernstjerner, på jakt etter et tegn på en planet som blokkerer en del av stjernelyset mens det går gjennom teleskopets synsfelt. Det er så følsomt at det kan oppdage en fly som suger rundt en eneste streetlight i Chicago fra en bane over jorden. Det kan se stjerner riste og vibrere; det kan se stjernerpotter og bluss; og i gunstige situasjoner kan det se planeter så små som månen.

Keplers tusenvis av funn revolusjonerte vår forståelse av planeter og planetariske systemer. Nå, men romfartøyet har gått tom for sitt hydrazinbrensel og offisielt inngått pensjon. Heldigvis for planetjegere, ble NASAs TESS-oppdrag lansert i april, og vil overta eksoplanetsøk.

Keplers historie

Kepler-oppdraget ble oppdaget tidlig på 1980-tallet av NASAs forsker Bill Borucki, med senere hjelp fra David Koch. På det tidspunktet var det ingen kjente planeter utenfor solsystemet. Kepler ble til slutt samlet i 2000-tallet og lansert i mars 2009. Jeg begynte i Kepler Science Team i 2008 (som en bredeøyne rookie), som til slutt var ledende for gruppen som studerte planetens bevegelser med Jack Lissauer.

Opprinnelig var oppdraget planlagt å vare i tre og et halvt år med mulige forlengelser så lenge drivstoffet, eller kameraet, eller romskipet varte. Etter hvert som tiden gikk, begynte deler av kameraet å mislykkes, men oppdraget har fortsatt. Imidlertid, i 2013, da to av de fire stabiliserende gyrosene (teknisk "reaksjonshjul") stoppet, endte opprinnelig Kepler-oppdraget effektivt.

Selv da, med noe oppfinnsomt, kunne NASA bruke reflektert lys fra solen for å hjelpe styrefartøyet. Oppdraget ble rechristened som K2 og fortsatte å finne planeter i et annet halv tiår. Nå, med drivstoffmåleren i nærheten av tomt, går planetjaktens virksomhet ned, og romfartøyet blir etterlatt i solsystemet. Den endelige katalogen av planetkandidater fra det opprinnelige oppdraget ble avsluttet sent i fjor, og de siste observasjonene av K2 er innpakket.

Kepler's Science

Klemme hvilken kunnskap vi kan fra disse dataene vil fortsette i årene som kommer, men det vi har sett hittil, har forbauset forskere over hele verden.

Vi har sett noen planeter som kretser sine vertsstjerner om noen få timer og er så varme at overflatestuen fordamper og løper bak planeten som en komethale. Andre systemer har planeter så nært at hvis du skulle stå på overflaten av en, ville den andre planeten virke større enn 10 fulle måner. Ett system er så fullpakket med planeter at åtte av dem er nærmere stjernen deres enn jorden er til solen. Mange har planeter, og noen ganger flere planeter, som går rundt i beboelsesområdet til vertsstjernen, der flytende vann kan eksistere på overflatene.

Som med ethvert oppdrag kom Kepler-pakken med avvik. Det trengte å stirre på en eneste del av himmelen, blinkende hvert 30. minutt, i fire rette år. For å kunne studere nok stjerner for å gjøre målinger, måtte stjernene være ganske fjerne - akkurat som når du står midt i en skog, er det flere trær lenger enn deg rett ved siden av deg. Distante stjerner er svake, og deres planeter er vanskelig å studere. Faktisk er en utfordring for astronomer som ønsker å studere egenskapene til Kepler-planene, at Kepler selv er ofte det beste instrumentet å bruke. Høykvalitetsdata fra jordbaserte teleskoper krever lange observasjoner på de største teleskopene - dyrebare ressurser som begrenser antall planeter som kan observeres.

Vi vet nå at det er minst like mange planeter i galaksen som det er stjerner, og mange av disse planetene er ganske ulikt det vi har her i solsystemet. Å lære egenskapene og personlighetene til det brede utvalget av planeter krever at astronomer undersøker de som kretser lysere og nærmere stjerner der flere instrumenter og flere teleskoper kan bli båret.

Skriv inn TESS

NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite-oppdrag, ledet av MITs George Ricker, søker etter planeter som bruker samme deteksjonsteknikk som Kepler brukte. TESS 'bane, i stedet for å være rundt solen, har et nært forhold til månen: TESS vekker jorda to ganger for hver måneskive. TESS 'observasjonsmønster, i stedet for å stirre på en eneste del av himmelen, vil skanne nesten hele himmelen med overlappende synsfelt (som kronbladene på en blomst).

Gitt det vi lærte av Kepler, forventer astronomene TESS å finne tusenvis flere planetariske systemer. Ved å kartlegge hele himmelen, finner vi systemer som kretser stjerner 10 ganger nærmere og 100 ganger lysere enn de som Kepler oppdager - åpner nye muligheter for å måle planetmassene og tetthetene, studere atmosfæren, karakterisere sine vertsstjerner og etablere den fulle naturen av systemene der planeter bor. Denne informasjonen vil igjen fortelle oss mer om vår egen planets historie, hvordan livet kan ha startet, hvilke skjebner vi unngikk, og hvilke andre veier vi kunne ha fulgt.

Oppdraget for å finne vår plass i universet fortsetter som Kepler fullfører beinet av reisen og TESS tar stafettpinnen.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Jason Steffen. Les den opprinnelige artikkelen her.