Hoe de planet-hunting TESS-telescoop van NASA leefbare werelden zal vinden

NASA's volgende planeetjacht telescoop zwaait zijn blik van punt naar punt in de lucht, op zoek naar werelden die bewoonbaar zouden kunnen zijn.

De telescoop, bekend als de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), zal niet eerder dan maandag (16 april) worden gelanceerd. Het uiteindelijke doel is om een ​​catalogus met planeten overal ter wereld te maken. Dan kunnen zelfs meer gevorderde missies deze werelden bekijken om meer te weten te komen over hun atmosfeer.

"Een van de vervolgdoelen is om de sferen van de planeten te begrijpen", zei hoofdonderzoeker George Ricker, een senior wetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology, in een interview in maart. "Je kunt het licht van de ster van de gastheer zien druppelen door de gasring rond de planeet terwijl deze over het oppervlak van zijn gastheerster beweegt. Dan kun je de spectrale signatuur zien van de moleculen die in de atmosfeer zijn, in wezen waterstofsignaturen of andere interessante chemische onevenwichtigheden. " [Inside the Clean Room: NASA's Exoplaneet-Hunter TESS krijgt prefix voor lancering]

TESS is waarschijnlijk te klein om heel veel details van een planeet te krijgen, maar het kan fungeren als zoeker en de weg vrijmaken voor meer geavanceerde observatoria. Een belangrijke vervolgtelescoop is de James Webb Space Telescope van de NASA, waarvan de lancering recentelijk werd uitgevoerd tot 2020. Een van Webb's wetenschappelijke doelen is om de atmosfeer van planeten beter te karakteriseren. Idealiter omvat dit mogelijk bewoonbare planeten - rotsachtige werelden die om hun ster draaien op een afstand waar water op hun oppervlak kan bestaan.

Full-sky onderzoek

TESS zal een all-sky survey uitvoeren, te beginnen met het zuidelijk halfrond in het eerste jaar en vervolgens in het tweede jaar verhuizen naar het noordelijk halfrond. In de loop van zijn werking zal het weg wijzen van de zon en zijn blik gefixeerd in die richting houden gedurende ongeveer 27 dagen, voordat het naar de volgende anti-solaire richtingsrichting gaat gedurende nog eens 27 dagen. Terwijl dit gebeurt, oscilleert het in een 13,7-daagse baan tussen 67.000 en 232.000 mijl (108.000 tot 373.000 kilometer) boven het aardoppervlak. [NASA's TESS Exoplanet-Hunter in PicturesGets Prepped for Launch]

Onderzoekers zullen proberen om TESS te gebruiken om ongeveer 50 werelden te identificeren die minder zijn dan viermaal de diameter van de aarde. Ze hopen dat op zijn minst een paar van die planeten in de bewoonbare zone van hun sterren zullen zijn; als TESS dit doel bereikt, zouden deze werelden bijdragen aan een opmerkelijke catalogus van sterren die zich in de buurt van de planeet bevinden, inclusief Proxima Centauri, die slechts 4 lichtjaar van de aarde verwijderd is, en TRAPPIST-1. TESS moet ook een paar honderd werelden van allerlei soorten vinden, van hete Jupiters (gasreuzen dichtbij hun ster) tot super-aardes, of werelden die tussen de afmeting van de aarde en Neptunus liggen.

Om dergelijke planeten te vinden, "gaan we ons richten op M-dwergen", zei Ricker, verwijzend naar sterren die een beetje koeler en zwakker zijn dan onze eigen zon. Potentieel bewoonbare planeten moeten dichter bij de ster draaien om voldoende warmte te krijgen, wat betekent dat ze vaker langs het gezicht van hun ouderster zullen passeren. Meer doorvoer betekent dat er een grotere kans is dat TESS de planeet zal zien in haar 27-daagse onderzoek van een bepaald deel van de hemel.

"Het voordeel is dat M dwergen ongeveer de helft van de grootte van de zon zijn", voegde Ricker eraan toe, "en als je een planeet hebt die vier keer zo groot is als de aarde, krijg je een [voordeel] van het feit dat de gastster is kleiner." Die planeten zijn gemakkelijker te herkennen omdat ze de gastheerster meer dimmen dan rond een grotere ster, zei hij.

En er is nog een voordeel, merkte hij op. M-dwergen zenden typisch licht uit met een golflengte van ongeveer 1 micron, wat betekent dat ze heel goed zichtbaar zijn in het infrarood. Dit is het perfecte spectrum voor Webb, dat is geoptimaliseerd voor observaties in die golflengte. Dit was een bewust onderdeel van het missieontwerp. "We wilden doelen vinden die geoptimaliseerd zullen worden voor follow-upobservaties met bestaande middelen op de grond of ruimtebronnen op de korte termijn, zoals [de] Hubble [Ruimtetelescoop] of Webb," zei Ricker.

Onderzoekers hopen de TESS langer te kunnen besturen dan de geplande tweejarige missie, vooral om ervoor te zorgen dat zijn waarnemingen overlappen met Webb's. Een ambitieuzere doelstelling zou zijn om TESS en het Observatorium voor Planetaire Transits en Oscillaties van Sterren (PLATO) van het Europees Ruimtevaartagentschap tegelijkertijd te laten werken, aangezien PLATO pas in 2026 op de markt komt. Maar Ricker zei dat de ingenieurs probeerden verbruiksgoederen tot een minimum; de TESS-baan zal minimale brandstof gebruiken en andere componenten van het ruimtevaartuig zijn gebouwd om enkele jaren mee te gaan.

Bezoek maandag 16 april ProfoundSpace.org voor een volledige verslaggeving van de lancering van de TESS-missie door de NASA. Een live webcast bij de lancering begint om 18.00 uur. EDT (2200 GMT).