Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), NASAs seneste exoplanet-jagt rumteleskop, blev lanceret i rummet onsdag den 18. april 2018. Som navnet antyder, vil dette teleskop bruge transittmetoden til at detektere jordmasseplaneter (dvs. klippefyldte) ) kredsløb om fjerne stjerner. Foruden andre næste generations teleskoper som f.eks James Webb-rumteleskop (JWST), TESS vil effektivt samle op, hvor teleskoper kan lide Hubble og Kepler slap.
Men hvor mange planeter forventes TESS at finde? Det var genstand for en ny undersøgelse foretaget af et teamforskere, der forsøgte at estimere, hvor mange planeter TESS sandsynligvis vil opdage, såvel som de fysiske egenskaber for disse planeter og de stjerner, de kredser om. I alt estimerer de, at TESS vil finde tusinder af planeter, der kredser rundt om en række stjerner i løbet af dens to-årige primære mission.
Undersøgelsen med titlen "Et revideret exoplanetudbytte fra den transiterende eksoplanetundersøgelsessatellit (TESS)" dukkede for nylig online. Undersøgelsen blev ledet af Thomas Barclay, en associeret forskningsvidenskabsmand ved NASA Goddard Space Flight Center og University of Maryland, og omfattede Joshua Pepper (en astrofysiker ved Lehigh University) og Elisa Quintana (en forsker ved SETI Institute og NASA Ames Forskningscenter).
Som Thomas Barclay fortalte Space Magazine via e-mail:
”TESS bygger arven fra Kepler. Kepler var primært en statistisk mission og lærte os, at planeter findes overalt. Det blev dog ikke optimeret til at finde fremragende individuelle planeter til videre undersøgelse. Nu hvor vi ved, at planeter er almindelige, kan vi lancere noget som TESS for at søge efter planeterne, som vi vil gennemføre intensive undersøgelser af ved hjælp af jord- og rumbaserede teleskoper. Planeter, som TESS finder, vil i gennemsnit være 10x tættere og 100x lysere. ”
Af hensyn til deres undersøgelse oprettede teamet en tretrinsmodel, der tog højde for de stjerner, TESS vil observere, antallet af planeter, som hver enkelt sandsynligvis har, og sandsynligheden for, at TESS opdager dem. Disse omfattede de typer planeter, der ville kredse rundt om dværgstjerner, der spænder fra A-type til K-type (som vores sol) og stjerner med lavere masse af M-type (rød dværg).
”For at estimere, hvor mange planeter TESS finder, tog vi stjerner, der vil blive observeret af TESS og simulerede en population af planeter, der kredser rundt om dem,” sagde Barclay. ”Eksoplanetpopulationen kommer alle fra studier, der brugte Kepler-data. Derefter estimerede vi ved hjælp af modeller for TESS-ydelse, hvor mange af disse planeter, der ville blive detekteret af TESS. Det er her vi får vores udbyttetal fra. ”
Det første skridt var ligetil, takket være tilgængeligheden af Candidate Target List (CTL) - en prioriteret liste over målstjerner, som TESS Target Selection-arbejdsgruppen bestemte, var de mest passende stjerner til at detektere små planeter. De rangerede derefter de 3,8 millioner stjerner, der er inkluderet i den seneste version, baseret på deres lysstyrke og radius og bestemte, hvilken af disse TESS der sandsynligvis vil observere.
Det andet trin bestod af at tildele planeter til hver stjerne baseret på en Poisson-fordeling, en statistisk teknik, hvor et givet antal er tildelt hver stjerne (i dette tilfælde 0 eller mere). Hver planet blev derefter tildelt seks fysiske egenskaber, der blev trukket tilfældigt, inklusive en orbitalperiode, en radius, en excentricitet, en periastronvinkel, en hældning til vores synslinie og en midt-tid for første transit.
Til sidst forsøgte de at estimere, hvor mange af disse planeter der ville generere et detekterbart transportsignal. Som bemærket vil TESS stole på transittmetoden, hvor periodiske dyppelser i en stjerners lysstyrke bruges til at bestemme tilstedeværelsen af en eller flere kredsende planeter, samt placere begrænsninger for deres størrelse og orbitalperioder. Til dette overvejede de fluxforurening af nærliggende stjerner, antallet af transit og transitvarigheden.
I sidste ende bestemte de med 90% tillid til, at TESS sandsynligvis vil opdage 4430–4660 nye exoplaneter i løbet af dens to års mission:
”Resultaterne er, at vi forudsiger, at TESS vil finde mere end 4000 planeter, med hundreder, der er mindre end dobbelt så store som Jorden. Det primære mål med TESS er at finde planeter, der er lyse nok til, at jordbaseret teleskop kan måle deres masse. Vi estimerer, at TESS kunne føre til tredobling af antallet af planeter mindre end 4 jordradier med massemålinger. ”
Fra 1. april 2018, i alt 3.758 exoplaneter er blevet bekræftet i 2.808 systemer, hvor 627 systemer har mere end en planet. Med andre ord estimerer Barclay og hans team, at TESS-missionen effektivt vil fordoble antallet af bekræftede exoplaneter og tredobler antallet af jordstørrelser og Super-jorden under dens primære mission.
Dette begynder efter en række orbitalmanøvrer og ingeniørforsøg, som forventes at vare i cirka to måneder. Med den således udvidede eksoplanetkatalog kan vi forvente, at der vil være mange flere "jordlignende" kandidater til rådighed til undersøgelse. Og selvom vi stadig ikke er i stand til at bestemme, om nogen af dem har liv, kan vi måske finde nogle, der viser tegn på en levedygtig atmosfære og vand på overfladerne.
Jakten på liv ud over Jorden vil fortsætte i mange år fremover! Og i mellemtiden skal du huske at nyde denne video om TESS-missionen med tilladelse fra NASA:
