TESS

TESS ( Transiting Exoplanet Survey Satellite ) je  vesmírný dalekohled určený k objevování exoplanet metodou tranzitu , vyvinutý Massachusettským technologickým institutem jako součást malého výzkumného programu NASA .

Dalekohled byl vypuštěn 18. dubna 2018 na nosné raketě Falcon 9 a po dobu dvou let bude provádět celosezónní výzkum, aby mohl podrobněji studovat dříve objevené a detekovat dosud neznámé exoplanety na drahách kolem jasných hvězd.

Náklady na projekt se odhadují na 378 milionů dolarů [2] .

Cíle mise

Hlavním cílem mise je najít skalní exoplanety, které spadají do obyvatelné zóny a nejsou od Země vzdáleny více než 200 světelných let („ Kepler “, přestože objevil více než 2600 exoplanet, prováděl výzkum objektů na vzdálenost až 3000 světelných let, kvůli čemuž šero většiny jím objevených světů neumožňuje ani nejmodernějším pozemním dalekohledům měřit jejich radiální rychlost).

Očekává se, že TESS objeví více než 20 tisíc tranzitních exoplanet, z nichž 500-1000 bude pozemských a superterestrických planet s oběžnými dobami až 10 měsíců [3] . Za tímto účelem bude studováno 500 tisíc hvězd spektrálních tříd G, K a M nejblíže Zemi, jasnějších než 12. magnituda a asi 1000 nejbližších červených trpaslíků rozptýlených po hvězdné obloze. Na rozdíl od Keplera, jehož výzkum byl omezen na malou oblast nebeské sféry, se oblast pokrytí zvětší více než 400krát.

Očekává se, že TESS objeví 70 planet v obyvatelné zóně , z nichž všechny budou obíhat kolem červených trpaslíků , a 11 z těchto 70 bude mít poloměr ne větší než 2 poloměry Země [4] . Vesmírný dalekohled sice objeví nejen exoplanety pozemského typu, ale také plynné obry.

Data získaná TESS budou použita pro následné podrobnější studie spektrometru ESPRESSO na VLT , teleskopu Jamese Webba a dalších velkých pozemských a vesmírných dalekohledů, jejichž výstavba se plánuje v budoucnu.

Vědecké vybavení

Družice je vybavena čtyřmi dalekohledy, každý s širokoúhlým refraktorem se zorným polem 24° × 24° a čočkou s aperturou 10 cm. Každý ze čtyř dalekohledů je vybaven 16,8 megapixelovou CCD kamerou ( s celkem 67,2 megapixely pro všechny kamery) pracující ve spektrálním rozsahu od 600 do 1000 nm .

Údaje z pozorování budou zpracovávány a uchovávány po dobu tří měsíců na palubě zařízení, na Zemi se plánuje přenášet pouze data vědeckého zájmu. Tříměsíční skladování by umožnilo detekci přechodných jevů (jako jsou gama záblesky ).

Historie projektu

V září 2011 bylo oznámeno, že TESS zůstal mezi 11 zvažovanými projekty po snížení původního seznamu 22 předložených projektů v únoru 2011 [5] . Projekt TESS získal 1 milion dolarů na provedení 11měsíčního vývoje výzkumného konceptu.

Na začátku dubna 2013, po podrobném prostudování navrhovaných konceptů projektu, NASA vybrala dva z navrhovaných projektů Exploration Mission: TESS a NICER [6] . NASA vyčlenila na misi TESS asi 200 milionů dolarů s cílovým datem startu v roce 2018. [7] [8] .

Google poskytl[ kdy? ] počáteční kapitál pro vývoj palubních dalekohledů a přijímačů optického záření [9] .

Spustit

Původně měl TESS startovat 16. dubna 2018, ale start byl zpožděn kvůli dodatečným kontrolám navigačního řídicího systému. Start provedla 18. dubna 2018 ve 22:51 GMT raketa SpaceX Falcon 9 [10] . Zařízení se úspěšně oddělilo od nosné rakety [1] .

Jmenovitá životnost (červen 2018 - červen 2020)

Na konci července 2018, po třech měsících orbitálních manévrů a testování zařízení, zahájí teleskop svůj vědecký program.

• 18. května 2018 pořídil TESS první snímek – jedna ze čtyř kamer pořídila testovací snímek 200 000 hvězd. Po dokončení testování zařízení budou snímky TESS pokrývat oblast oblohy 400krát větší než testovací.
• 11. července 2018 se TESS dostala na oběžnou dráhu, ze které bude provádět výzkum [11] .
• Dne 25. července 2018 byl zahájen sběr vědeckých dat [12] .

Vědecké výsledky

• Na konci září 2018 oznámil tým astronomů pod vedením Chelsea Huang z Massachusettského technologického institutu (MIT) první exoplanetu objevenou teleskopem. Objev byl učiněn při analýze dat shromážděných dalekohledem od 25. července do 22. srpna 2018, nejde o falešný signál ani o možné zatmění hvězdy jinou hvězdou a následně byl potvrzen na základě dat z pozemských dalekohledů . Nově objevená exoplaneta Pi Table Mountain c se nachází v systému jasné hvězdy Pi Table Mountain (π Mensae), která patří do třídy žlutých trpaslíků a nachází se ve vzdálenosti asi 60 světelných let od Země [13] .
• Dne 29. července 2019 vyšel v časopise Nature Astronomy článek, ze kterého vyplývá, že TESS objevila u červeného trpaslíka TOI-270 , vzdáleného 73 světelných let od Země a umístěného v souhvězdí Dorado , tři planety na malém vzdálenost od své hvězdy. „Star TOI-270 má velmi klidný charakter. To značně zjednodušuje následné hledání případných stop života na jeho planetách a jejich satelitech. Všechny tyto světy jsou navíc vzájemně synchronizovány, což usnadní hledání dalších, Zemi více podobných planet, pokud v tomto systému nějaké jsou. Objevené planety jsou větší než Země a další vnitřní planety, ale menší než plynní obři jako Jupiter a Neptun. Planeta nejblíže hvězdě, jejíž hmotnost je asi dvakrát větší než Země, patří do počtu „super-zemí“ a její dva větší sousedé – k „minineptunům“ [14] [15] .
• Dne 31. července 2019 astronomové oznámili objev několika planet poblíž hvězdy GJ 357 , z nichž jedna se nachází na vnější hranici obyvatelné zóny. GJ 357 je trpaslík typu M s hmotností a velikostí 1/3 Slunce a o 40 % chladnější než naše hvězda, která se nachází 31 světelných let od Země v souhvězdí Hydra . Exoplaneta s názvem GJ 357 d přijímá ze Slunce tolik energie jako Mars. Rok trvá na planetě 55,7 pozemského dne a její vzdálenost od hvězdy je 20 % Země. Velikost a hmotnost planety není přesně známa. Má být zhruba dvakrát větší než Země a minimálně šestkrát těžší. Vědci očekávají, že budou planetu dále podrobněji studovat [16] [17] .
• Dne 7. ledna 2020 tisková služba NASA Space Flight Center. Goddard oznámil objev dalekohledem TESS planety podobné Zemi TOI-700 d poblíž červeného trpaslíka TOI-700 v souhvězdí Dorado, potenciálně obyvatelné a vzdálené od Země 100 světelných let. Další pozorování observatoře Spitzer potvrdila polohu planety v takzvané „obyvatelné zóně“ . Jak vědci poznamenávají, planeta TOI-700 d je obecně podobná jiným světům podobným Zemi objeveným v posledních letech. Zejména se točí kolem červeného trpaslíka, jehož hmotnost a rozměry jsou zhruba poloviční než u Slunce. Za 11 měsíců pozorování astronomové nezaznamenali na povrchu této hvězdy jediný záblesk, což je typické pro jiné hvězdy, ve kterých byly nalezeny podobné světy. To značně zvyšuje pravděpodobnost života na jeho povrchu. Jak vědci naznačují, svým klimatem a podmínkami na povrchu planeta TOI-700 d připomíná spíše raný Mars než Zemi. Jeho atmosféra, jak ukázala předběžná analýza spektra, by měla sestávat téměř výhradně z oxidu uhličitého a povrch tohoto dvojčete Země dostává od hvězdy o něco méně energie (86 %) než Země. Hlavní překážkou existence života na jejím povrchu může být podle vědců NASA to, že se tato planeta na hvězdu „dívá“ vždy stejnou stranou . To může dramaticky zvýšit teplotu na jeho osvětlené straně a také nepředvídatelně ovlivnit povahu pohybu větrů v atmosféře [18] [19] .
• Dne 11. srpna 2020 tisková služba Goddard Space Flight Center NASA oznámila, že teleskop TESS vyřešil všechny úkoly stanovené v rámci hlavní mise, která zpracovala podrobnou mapu 75 % noční oblohy a objevila několik desítek exoplanet (66 potvrzeno a více než dva tisíce kandidátů na tuto roli) [20] [21] .
• Vedoucí vědeckého programu TESS z Kavli Institute for Astrophysics and Space Research na Massachusetts Institute of Technology shrnuli 20. ledna 2022 aktuální průběžné výsledky práce. Počet nalezených kandidátů na exoplanety činil 5210 kusů, z nichž 177 již bylo potvrzeno pozorovacími daty z pozemských dalekohledů. Pro srovnání, dalekohled Kepler objevil během prvních tří let svého provozu něco přes 3600 kandidátů na exoplanety [22] . Kromě toho TESS pomohl objevit tři exokomety v systému mladé hvězdy Beta Pictoris, šest výbuchů supernov typu Ia ve vzdálených galaxiích a detekoval záblesk po zničení hvězdy supermasivní černou dírou [23] .
• Dne 27. dubna 2022 oznámil tým astronomů pod vedením Rafaela Luqueho z University of Chicago objev dvou skalních exoplanet kolem jasně červeného trpaslíka HD 260655 , který leží 32,6 světelných let od Slunce. Toto je třetí otevřený systém nejblíže Slunci, který obsahuje M-trpaslíka a několik planet, které pravidelně procházejí diskem hvězdy. Nejbližší exoplaneta ke hvězdě, HD 260655 b, má poloměr 1,24 zemského poloměru, hmotnost 2,14 hmotnosti Země a rovnovážnou teplotu 709 K. Exoplaneta HD 260655 c má poloměr 1,53 zemského poloměru, hmotnost 3,09 hmotnosti Země a rovnovážnou teplotu 557 K. Očekává se, že v budoucnu bude nově objevené objekty pozorovat vesmírný teleskop Jamese Webba, který bude hledat jejich atmosféry. Objev byl potvrzen i metodou radiální rychlosti pomocí přijímačů HIRES a CARMENES instalovaných na pozemních dalekohledech [24] .

• Dne 8. července 2022 oznámil mezinárodní tým astronomů pod vedením Soleny Ulmer-Moll ze Ženevské observatoře v publikaci na arXiv.org objev dvou obřích teplých exoplanet velikosti Jupiteru . První z nich byl pojmenován NGTS-20b (TOI-5152b), jeho hmotnost je 2,98 hmotnosti Jupitera, jeho poloměr je 1,07 poloměru Jupiteru a rovnovážná teplota je 688 K. Planeta se otočí kolem hvězdy třídy G1 za 54,19 dní . hmotnost je 1,47 hmotností Slunce, poloměr je 1,78 slunečních poloměrů a vzdálenost od Slunce je asi 1200 světelných let . Druhá planeta, pojmenovaná TOI-5153b, má hmotnost 3,26 hmotnosti Jupiteru a poloměr 1,06 poloměru Jupiteru, její rovnovážná teplota je 906 K. Oblet hvězdy třídy F8 , která se nachází ve vzdálenosti asi 20,33 dne, trvá 20,33 dne. 1270 světelných let od Slunce a má hmotnost 1,24 slunečních hmotností a poloměr 1,4 slunečních poloměrů. Obě exoplanety obsahují kovy, jejichž množství odpovídá modelům plynných obrů [25] .

• Mezinárodní tým vědců z Montrealské univerzity oznámil 12. srpna 2022 objev exoplanety TOI-1452 b, která obíhá binární soustavu malých hvězd v souhvězdí Draka ve vzdálenosti 100 světelných let od Země a je údajně o 67 % větší než Země v průměru a jeden z modelů je obklopen vodním obalem, který tvoří asi 22 % hmotnosti planety. TOI-1452 b dostává od své hvězdy přibližně stejné množství energie jako Venuše ve sluneční soustavě. Tato planeta může být dobrým kandidátem pro další pozorování vesmírným dalekohledem Jamese Webba, který bude schopen studovat její atmosféru [26] .