NASA TESS Mission: Hvad skal man vide om Search for Exoplanets

I århundreder har mennesker undret sig over muligheden for, at andre jordarter kredser fjerntliggende stjerner. Måske vil nogle af disse fremmede verdener havne underlige former for liv eller have enestående og fortælle historier eller futures. Men det var først i 1995, at astronomer spotted de første planeter, der krummede sollignende stjerner uden for vores solsystem.

I løbet af det sidste årti voksede antallet af planeter, der var kendt for at omgå fjerntliggende stjerner, fra 100 til godt over 2.000, med yderligere 2.000 sandsynlige planeter i afventning af bekræftelse. De fleste af disse nye opdagelser skyldes en enkelt indsats - NASAs Kepler mission.

Kepler er et rumfartøj, der rummer et 1 meter teleskop, der belyser et 95 megapixel digitalkamera på størrelse med et cookieark. Instrumentet opdagede små variationer i lysstyrken på 150.000 fjernstjerner, på udkig efter et planetens taltale tegn, der blokerede en del af stjernelyset, da det transitterer over teleskopets synsfelt. Det er så følsomt, at det kunne opdage en flyve, der suger rundt om et enkelt gadebelysning i Chicago fra en bane over jorden. Det kan se stjerner ryste og vibrere; det kan se stjerner og flares; og i gunstige situationer kan det se planeter så små som månen.

Keplers tusindvis af opdagelser revolutionerede vores forståelse af planeter og planetariske systemer. Nu har rumfartøjet dog løbet tør for sit hydrazinbrændstof og officielt indgået pensionering. Heldigvis for planetjægere, blev NASAs TESS-mission lanceret i april og vil overtage eksoplanet-søgningen.

Keplers historie

Kepler-missionen blev udtænkt i begyndelsen af ​​1980'erne af NASA-forsker Bill Borucki, med senere hjælp fra David Koch. På det tidspunkt var der ingen kendte planeter uden for solsystemet. Kepler blev efterhånden samlet i 2000'erne og lanceret i marts 2009. Jeg sluttede sig til Kepler Science Team i 2008 (som en brede øjne rookie), som til sidst var medformand for gruppen, der studerede planets bevægelser med Jack Lissauer.

Oprindeligt var missionen planlagt til at vare i tre og et halvt år med mulige forlængelser, så længe brændstoffet, eller kameraet eller rumfartøjet varede. Efterhånden som tiden gik, begyndte dele af kameraet at mislykkes, men missionen har vedblivet. Men i 2013, da to af de fire stabiliserende gyroer (teknisk "reaktionshjul") stoppede, ophørte den oprindelige Kepler-mission effektivt.

Alligevel kunne NASA med noget opfindsomhed bruge reflekteret lys fra solen for at hjælpe med at styre rumfartøjet. Missionen blev rechristened som K2 og fortsatte med at finde planeter i endnu et halvt årti. Nu, med brændstofmåleren i nærheden af ​​tomt, er planetjagtens affyring afviklet, og rumfartøjet vil blive forladt i solsystemet. Det endelige katalog over planetkandidater fra den oprindelige mission blev afsluttet i sidste sidste år, og de sidste observationer af K2 er indpakket.

Kepler's Science

Klemme hvilken viden vi kan fra disse data vil fortsætte i de kommende år, men hvad vi har set hidtil har forbløffet forskere over hele kloden.

Vi har set nogle planeter, der kredser deres værtsstjerner om få timer og er så varme, at overfladen rock fordamper og sporer bag planeten som en komet hale. Andre systemer har planeter så tæt sammen, at hvis du skulle stå på overfladen af ​​en, ville den anden planet se ud over 10 fulde måner. Et system er så pakket med planeter, at otte af dem er tættere på deres stjerne end jorden er til solen. Mange har planeter, og nogle gange flere planeter, der omgiver sig inden for deres værtsstjernes beboelige zone, hvor der kan forekomme flydende vand på deres overflader.

Som med enhver mission kom Kepler-pakken med afvejninger. Det var nødt til at stirre på en enkelt del af himlen og blinkede hvert 30. minut i fire lige år. For at kunne studere nok stjerner til at måle sine måder, måtte stjernerne være ret fjernt - ligesom når man står midt i en skov, er der flere træer længere fra dig end lige ved siden af ​​dig. Fjernstjerner er svage, og deres planeter er svære at studere. Faktisk er en udfordring for astronomer, der ønsker at studere Kepler-planets egenskaber, at Kepler selv ofte er det bedste instrument til brug. Højkvalitetsdata fra jordbaserede teleskoper kræver lange observationer på de største teleskoper - dyrebare ressourcer, der begrænser antallet af planeter, der kan observeres.

Vi ved nu, at der er mindst lige så mange planeter i galaksen, da der er stjerner, og mange af disse planeter er helt ulige hvad vi har her i solsystemet. At lære karaktererne og personlighederne af det store udvalg af planeter kræver, at astronomer undersøger dem, der kredser om lysere og tættere stjerner, hvor flere instrumenter og flere teleskoper kan bæres.

Indtast TESS

NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite mission, ledet af MITs George Ricker, søger efter planeter, der bruger den samme detekteringsteknik, som Kepler brugte. TESS 'kredsløb, snarere end at være omkring solen, har et nært forhold til månen: TESS kredser jorden to gange for hver månens kredsløb. TESS 'observere mønster, snarere end at stirre på en enkelt del af himlen, vil scanne næsten hele himlen med overlappende synsfelt (ligesom kronblade på en blomst).

I betragtning af det, vi lærte af Kepler, forventer astronomer TESS at finde tusindvis af mere planetære systemer. Ved at overvåge hele himlen finder vi systemer, der kredser stjerner 10 gange tættere og 100 gange lysere end dem, der findes af Kepler - åbner nye muligheder for at måle planetmasser og tætheder, studere deres atmosfærer, karakterisere deres værtsstjerner og etablere den fulde arten af ​​de systemer, hvor planeterne ligger. Disse oplysninger vil igen fortælle os mere om vores egen planets historie, hvordan livet kan have startet, hvilke skæbner vi undgik, og hvilke andre veje vi kunne have fulgt.

Forsøg på at finde vores sted i universet fortsætter, da Kepler afslutter sit ben af ​​rejsen, og TESS tager stafetten.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Jason Steffen. Læs den oprindelige artikel her.