CHEOPS-rumfartøjet tager de første foreløbige skridt i sin mission. Tilbage den 29. januar åbnede rumfartøjet låget på linsen. Nu har vi de første billeder fra CHEOPS.
CHEOPS står for CHaracterisingExOPlanetSatellite. Det er en europæisk rumfartsagentur (ESA) -mission at studere nogle af de lyseste og nærmeste stjerner, der allerede er kendt for at være vært for eksoplaneter. CHEOPS foretager præcisionsmålinger af eksoplanetstørrelser for at afsløre verdens densitet og sammensætning. Det fokuserer på planeter i masseområdet Jorden til Neptun.
Bliv ikke for ophidset endnu. Disse første billeder vinder ingen priser.
Men det er de ikke meningen. Deres formål er at kontrollere, at satellitens systemer fungerer, så deres uskarpe natur er en kritisk del af missionen. Og da teamet ventede på de første billeder, voksede spændingen.
”Da de første billeder af et felt af stjerner dukkede op på skærmen, var det øjeblikkeligt klart for alle, at vi faktisk havde et fungerende teleskop.”
Willy Benz, hovedundersøgelsesleder, CHEOPS-mission.
”De første billeder, der var ved at blive vist på skærmen, var afgørende for, at vi kunne bestemme, om teleskopets optik havde overlevet raketudskytningen i god form,” forklarer Willy Benz, professor i astrofysik ved University of Bern og Principal Investigator af CHEOPS-missionen i en pressemeddelelse. ”Da de første billeder af et felt af stjerner dukkede op på skærmen, var det umiddelbart klart for alle, at vi faktisk havde et fungerende teleskop,” sagde Benz.
Nu hvor CHEOPS-teamet ved, at teleskopet fungerer, er de nødt til at vide, hvor godt det fungerer. Holdet har haft nogen tid på at analysere billedet, og de siger, at CHEOPS faktisk overgår forventningerne. Men i dette tilfælde er CHEOPS bevidst ikke fokuseret til test, så bedre betyder ikke mere klarere.
”Dette smukt slørede billede bærer løftet om en ny, dybere forståelse af verdener ud over vores solsystem.”
Kate Isaak, ESA Cheops-projektforsker.
”Den gode nyhed er, at de faktiske modtagne slørede billeder er glattere og mere symmetriske end hvad vi forventede af målinger udført i laboratoriet,” siger Benz. Den uskarpe test er designet til at sprede indgående lys over så mange pixels som muligt. Resultaterne fortæller CHEOPS-teamet, hvis teleskopet udjævner sine jitters og dets "pixel-til-pixel-variationer." Denne udjævning er det, der giver CHEOPS sin enestående præcision.
Selvom det er sløret, er det det første billede. Og det gør det til en milepæl for ESA og CHEOPS-teamet.
”Dette er et afgørende øjeblik for missionen,” sagde Nicola Rando, ESA-projektleder for Cheops, i en pressemeddelelse.
”Til ingeniører og forskere i hele Europa, der har arbejdet og fortsat arbejder med Cheops, repræsenterer dette billede kulminationen af mange års engagement og indsats - designe, planlægge, koordinere og bygge denne nye og unikke satellit,” sagde Rando.
”Disse første lovende analyser er en stor lettelse og også et løft for teamet.”
WILLY BENZ, PRINCIPAL UNDERSØGER, CHEOPS MISSION.
Disse tests handler alt om den præcision, som CHEOPS har brug for for at udføre sin mission. CHEOPS er ikke en mission, der finder planeten. Det vil undersøge allerede kendte exoplaneter med ekstrem præcision. Det er nødvendigt at føle ekstremt små dips i lysstyrke, når en exoplanet passerer foran sin stjerne. Da det er størrelsen på planeten, der bestemmer det dyb, jo mere præcist kan CHEOPS måle dipet, jo mere præcist kan det bestemme størrelsen på planeten.
”Disse første lovende analyser er en stor lettelse og også et løft for teamet,” sagde Benz.
Dette er bare begyndelsen på CHEOPS 'testfase. I løbet af cirka to måneder tager satellitten flere billeder. Det overordnede mål med alle disse tests er at bestemme, hvor nøjagtigt rumfartøjet kan være under forskellige dele af dets mission. ”Vi vil analysere mange flere billeder i detaljer for at bestemme det nøjagtige niveau af nøjagtighed, der kan opnås ved CHEOPS i de forskellige aspekter af videnskabsprogrammet,” sagde David Ehrenreich, CHEOPS-projektforsker ved Universitetet i Genève. “Resultaterne hidtil bode godt.”
CHEOPS-missionen, ligesom alle rummissioner, har været år i udvikling. Milepæle som disse er vigtige og er glædelige for de mennesker, der arbejder med missionen.
”Nu når Cheops har observeret sit første mål, er vi et skridt tættere på starten af missionens videnskab,” sagde Kate Isaak, ESA Cheops-projektforsker. ”Dette smukt slørede billede bærer løftet om en ny, dybere forståelse af verdener ud over vores solsystem.”
Kepler-missionen revolutionerede vores forståelse af eksoplaneter. Dets resultater bekræftede, hvad mange havde gætt: de fleste stjerner er vært for planeter, ligesom vores solsystem gør. Nu, stort set takket være Kepler, kender vi over 4000 bekræftede exoplaneter. CHEOPS repræsenterer det næste trin i karakterisering og forståelse af exoplaneter.
Det foreløbige kig på eksoplaneter var næsten ikke så præcist som hvad CHEOPS vil give. Jordbaserede målinger kan give os en ret god idé om en eksoplanets masse. Når en planet kredser om sin stjerne, giver den stjernen en lille slæbebåd. Fra det slæbebåd kan astronomer beregne planetens masse. Men planetens densitet, og dets sammensætning, afsløres ikke.
Men de præcise størrelsesmålinger fra CHEOPS, når de kombineres med en planetes massemåling, giver os en meget mere nøjagtig densitet og dermed sammensætning. Det er sådan, CHEOPS vil fremme eksoplanetvidenskab.
”CHEOPS vil tage eksoplanetvidenskab til et helt nyt niveau,” siger Günther Hasinger, ESAs videnskabsdirektør.
”Efter opdagelsen af tusinder af planeter kan søgen nu vende sig til karakterisering, undersøge de fysiske og kemiske egenskaber ved mange eksoplaneter og virkelig få at vide, hvad de er lavet af, og hvordan de dannede sig. CHEOPS vil også bane vejen for vores fremtidige exoplanet-missioner, fra det internationale James Webb-teleskop til ESAs helt egne PLATO- og ARIEL-satellitter og holde europæisk videnskab i spidsen for exoplanet-forskning. ”
CHEOPS-missionen vil vare omkring 3,5 år. 80% af denne tid vil blive taget op af CHEOPS-programmet (GTO). Det meste af GTO-programmets tid vil mest blive brugt til at observere kendte exoplaneter og til at karakterisere dem mere detaljeret.
Som Kepler viste, kommer eksoplaneter i en lang række forskellige typer, hvoraf mange er meget forskellige fra det, vi ser i vores solsystem. De inkluderer Hot Jupiters, som er massive gasgiganter, der kredser super tæt på deres stjerne. Der er tidligt låste planeter med smeltede overflader. Der kan være havplaneter uden landområde. Og der er planeter så tæt på deres stjerne, at tyngdekraften snor dem til en æglignende form. CHEOPS øger vores forståelse for alle disse typer planeter, vi finder. De planeter, det karakteriserer, vil sandsynligvis være mål for videre undersøgelse med endnu mere kraftfulde teleskoper som James Webb-rumteleskopet.
CHEOPS GTO vil også se på exoplaneter, der findes ved metoden med radial hastighed, og vil observere deres transitter for at finde deres størrelser. Den vil også se på andre solsystemer med flere eksoplaneter og prøve at finde andre, der blev savnet.
De øvrige 20% af CHEOPS 'tid vil være tilgængelig for astronomisamfundet under Gæst observatørprogrammet (GO). Nogle af den tid er allerede afsat til at studere Hot Hot Jupiter HD 17156 b, eksoplaneten DS Tuc Ab, som TESS fandt, og multiplanet-systemet GJ 9827. En af planeterne, der kredser om GJ 9827, er den tætteste nogensinde fundet, og kan være 50% jern, hvilket gør det til en meget spændende kandidat til opfølgningsobservationer.
CHEOPS 'videnskabsprogram skulle begynde i april 2020 og afsluttes omkring oktober 2023.
Mere:
- Pressemeddelelse: CHEOPS rumteleskop tager sine første billeder
- Pressemeddelelse: En perfekt sløring - Første billede af exoplanet-vagt Cheops
- Space Magazine: ESAs CHEOPS lige lanceret. Vi er ved at lære meget mere om eksoplaneter
