Farväl Kepler. Välkommen TESS

Pin
Send
Share
Send

Klockan 06:51 EDT onsdagen den 18 april sprängde en SpaceX Falcon 9-raket från Floridas Cape Canaveral. Den bar NASA: s TESS: satellit för undersökning av exoplanetundersökningen. Från vad vi kan säga gick uppdraget utan problem, med den första etappen tillbaka till land på sin flytande pråm i Atlanten, och etapp 2 fortsatte för att skicka TESS till sin slutliga bana.

Detta är en förändring av vakten, eftersom vi nu går in de sista dagarna för NASA: s Kepler Space Telescope. Det är slut på bränsle och har redan förkrossats av förlusten av sina reaktionshjul. Om bara några månader stänger NASA det för gott.

Det är sorgligt, men oroa dig inte, med TESS på väg, fortsätter exoplanetens vetenskapsresa: Sök efter jordstorlekar i Vintergatan.

Det är svårt att tro att vi bara har känt till planeter som kretsar kring andra stjärnor i drygt 20 år nu. Den första extrasolära planeten som hittades var den heta jupitern 51 Pegasi B, som upptäcktes 1995 av ett team av schweiziska astronomer.

De hittade denna värld med hjälp av metoden radiell hastighet, där planetens tyngdkraft drar sin stjärna fram och tillbaka och ändrar våglängden för ljuset vi ser så lite. Denna teknik har förfinats och använts för att upptäcka många fler planeter som kretsar runt många fler stjärnor.

Men en annan teknik har varit ännu mer framgångsrik: transiteringstekniken. Det är här ljuset från stjärnan mäts noggrant över tiden och tittar på eventuella dopp i ljusstyrka när en planet passerar framför.

När jag skriver den här artikeln i april 2018 finns det 3 708 bekräftade planeter med flera tusen fler kandidater som behöver ytterligare bekräftelse.

Planeter finns överallt, i alla former och storlekar. Från de välkända gasjättarna, steniga världarna och isjättarna vi har i solsystemet, till de ovanliga heta jupiterna och superjorden. Astronomer har till och med hittat kometer i andra solsystem, planeter som Saturnus men med ringsystem som dvärgar vår angränsande planet. Jakten pågår till och med för exomoner. Månar som kretsar runt planeter som kretsar runt andra stjärnor.

NASA: s Kepler Space Telescope var det mest produktiva planetjaktinstrumentet som någonsin byggts. Av de 3 708 planeter som hittills upptäckts, förvandlade Kepler 2 342 världar.

Kepler lanserades redan i mars 2009 och inledde sin verksamhet den 12 maj 2009. Den använde sin 1,4 meter primära spegel för att observera en 12-graders region i himlen. Bara för jämförelse tar månen upp ungefär en halv grad. Så en region som innehåller hundratals gånger storleken på månen.

Kepler placerades i en jordledande bana runt solen, med en period av 372,5 dagar. Med ett längre år driver teleskopet långsamt bakom jorden med cirka 25 miljoner km per år.

Som jag nämnde tidigare var Kepler designad för att använda transiteringstekniken och letade efter planeter som passerade framför sina stjärnor i denna mycket specifika himmelregion. Medan tidigare exoplanetundersökningar bara hade hittat de mer massiva planeterna, var Kepler tillräckligt känslig för att se världar med halva massan av jorden som kretsade kring andra stjärnor.

Och allt gick bra tills den 14 juli 2012 då ett av rymdskeppets fyra reaktionshjul misslyckades. Dessa är gyroskop som gör det möjligt för rymdskeppet att ändra sin orientering utan drivmedel. Inga problem, Kepler designades för att bara behöva tre. Sedan misslyckades ett andra hjul den 11 maj 2013, vilket slutade sitt huvuduppdrag.

Vad Kepler-ingenjörerna kom med är en av de mest geniala rymdskepp som räddats i rymdflygns historia. De insåg att de kunde använda lätt tryck från solen för att perfekt stabilisera teleskopet och hålla det pekat på en himmelregion.

Detta tillät Kepler att fortsätta arbeta och observera ännu större delar av himlen, men dess omloppsbana runt solen skulle bara låta den titta på en region under en kortare tidsperiod. Istället för att skanna solliknande stjärnor fokuserade Kepler sin uppmärksamhet på röda dvärgstjärnor, som kan ha jordstorlekar världar som kretsar runt dem med några få dagar.

Detta var känt som K2-eran, och under denna tid dök upp ytterligare 307 bekräftade och 480 okonfirmerade planeter.

Men Kepler tar slut på tiden nu. För ungefär en månad sedan tillkännagav NASA att Keplers nästan slut var bränsle. Detta bränsle är viktigt eftersom en viktig manöver som den behöver göra är att peka sig tillbaka och jorden och ladda upp all information den har samlat in. NASA-siffror är bara några månader borta nu, och när det händer kommer de att instruera teleskopet att peka på jorden för en sista gång, skicka sina slutdata och sedan stänga av för alltid.

Och idag sprängde TESS framgångsrikt och gjorde sitt sätt att ta över vart Kepler lämnar.

Den bär NASA: s Transiting Exoplanet Survey Satellite, eller TESS, uppföljaren till Kepler, och tar sökandet efter exoplaneter till nästa nivå.

TESS-uppdraget har funnits i någon form sedan 2006 då det ursprungligen utformades som ett privatfinansierat uppdrag av Google, Kavli Foundation och MIT.

Under åren föreslogs det för NASA och 2013 accepterades det som ett av NASA: s uppdragsuppdrag. Det här är uppdrag med en budget på 200 miljoner dollar eller mindre. WISE och WMAP är andra exempel på Explorer-uppdrag.

Men det finns en massa skillnader mellan Kepler och TESS.

Kommer du ihåg när jag sa att Kepler observerade en 12 x 12-graders himmelregion? TESS kommer att kartlägga hela himlen, ett område 400 gånger större än vad Kepler observerade.

Den har en uppsättning av fyra separata identiska teleskop med CCD-kameror, som var och en är 16,8 megapixlar. De är utformade för att ge TESS en 24-graders fyrkantig utsikt över himlen. TESS kommer att bryta upp himlen i 26 olika sektorer och studera regionen i minst 27 dagar och byter från ljus stjärna till ljus stjärna varannan minut.

Medan Kepler gjorde ett djupt dyk i en specifik himmelregion kommer TESS att observera de 500 000 ljusaste stjärnorna på himlen, som är 30 till 100 gånger ljusare än de typer av stjärnor som Kepler tittade på. Många av dem kommer att vara stjärnor som vår egen sol.

Det kommer att kunna kartlägga hela himlen under två år, vilket är ett område som är 400 gånger större än Kepler observerade. Och astronomer förväntar sig att uppdraget kommer att dyka upp tusentals extrasolära planeter, varav 500 är jordstorlekar eller superjordstorlekar.

Genom att utföra denna breda undersökning av himlen med ljusa stjärnor kommer TESS att hitta de nära extrasolära planeterna. Om en ljus stjärna har planeter som passerar framför oss ur vårt perspektiv kommer TESS att hitta den. Det skapar den slutgiltiga katalogen över planeter i närheten.

Eftersom dessa världar är mycket ljusare på himlen är det lättare för världens mark- och rymdbaserade observatorier att följa upp observationer. Astronomer kommer att kunna mäta storleken, massan, densiteten och till och med atmosfärerna i extrasolära världar. Vänta bara tills James Webb får detektorer i några av dessa världar.

Förutom sitt primära jobb med att hitta planeter, har NASA bjudit in gästundersökare att använda rymdskeppet för annan vetenskaplig forskning, såsom att hitta kvasarer, spåra stjärnrotation och observera variationerna av dvärgstjärnor. Allt som har en förändring i ljusstyrka kommer att vara ett bra mål för TESS.

Ett intressant drag i TESS-uppdraget är dess omloppsbana och tar den på en väg som inget annat uppdrag någonsin har använt. Det kallas en "P / 2 mån-resonant" bana och tar rymdskeppet på en elliptisk bana som tar hälften så lång tid som månen att kretsa runt jorden - 13,7 dagar.

Vid sin närmaste punkt till Jorden kommer det att vara 35 785 km över ytan och det tar tre timmar att överföra all information till markstationer. Sedan flyger den ut till den högsta punkten, på en höjd av 373 300 km, från farorna från Van Allen-bälten.

När TESS-uppdraget försvinner kommer vi att veta mycket om de extrasolära planeterna i vårt närliggande område. Tja, mycket om planeterna som perfekt står i linje med sina stjärnor ur vårt perspektiv. Och tyvärr är detta bara ett par procent av stjärnsystemen där ute.

Vi kommer att behöva andra tekniker för att hitta resten, vilket jag är säker på att vi kommer att täcka i framtida artiklar.

Obs: detta är transkriptet från en video som vi publicerade. Titta på det här.

Pin
Send
Share
Send