Журнал; Все о Космосе

Журнал “Все о Космосе”

Время TESS

В качестве миссии спутник был предложен в 2006 году. Спонсорами стартапа выступили такие известные компании, как Kavli Foundation, Google, инициативу также поддержал Массачусетский технологический институт.

В 2013 году TESS был включен в программу NASA Explorer. TESS рассчитан на 2 года. Ожидается, что в первый год космический аппарат будет исследовать Южное полушарие, во второй – Северное полушарие.

«TESS предвидит открытие тысяч экзопланет любых размеров, в том числе десятки сопоставимых по размеру с Землей», – говорится в заявлении Массачусетского технологического института (MIT), который возглавляет миссию.

TESS, the Transiting Exoplanet Survey Satellite
is an MIT-led NASA mission to spend two
years discovering transiting exoplanets
by an all-sky survey. The TESS Science
Office is run by MIT and the Harvard- Smithsonian Center for Astrophysics.

TESS will monitor more than 200,000 stars for temporary drops in brightness caused by planetary transits. This first-ever spaceborne all-sky transit survey will identify planets of all sizes.

Data release products include: Raw full frame images, calibrated full frame images, target pixels, light curves, flat fields, pixel response function, and lists of TESS Objects of Interest (TOIs).

The TESS Followup Program (TFOP) aims to complete the TESS mission Level 1 Requirement of delivering 50 transiting small planets with measured masses to the community.

Looking up at a dark night sky we can see up to thousands of stars. Every star is a sun and if our sun has planets it makes sense that the other stars have planets also, and they do. We now think that every star has a planetary system, meaning our Milky Way Galaxy is teeming with exoplanets. Astronomers are turning their attention to the nearest stars, those that are bright enough with enough photons so that we may further study the planets. The nearest stars are spread all around the sky, motivating an all-sky survey.

TESS is an MIT-led NASA mission, an all-sky survey for transiting exoplanets. Transiting planets are those that go in front of the star as seen from the telescope and, to date, is the most successful discovery technique for finding small exoplanets.

Launch

TESS was launched on April 18, 2018 aboard a SpaceX Falcon 9 rocket out of Cape Canaveral.

Timescales

TESS will tile the sky with 26 segments, observing the southern hemisphere in the first year of mission operation and the northern hemisphere in the second year. TESS has a unique, 13.7 day, highly elliptical cislunar orbit about Earth. With a 27.4 day observing period per segment, t he satellite is most sensitive to exoplanets with a periods of less than 13 days (so that at least two transits are used for discovery).

The circular regions where segment overlap at the ecliptic poles have observing period of just over 100 days, enabling longer period planets to be discovered. These regions are known as the continuous viewing zones (CVZs).

Cameras

TESS has four identical cameras.

• Each has a 24×24 degree field of view
• They are aligned to cover 24×90 degree strips of the sky called ‘sectors.’
• Each camera has four 2k x 2k CCDs with a pixel scale of 21 arcseconds per pixel.
• The detectors are sensitive from 600-1000nm (blue to the near-IR).

TESS aims for 50 ppm photometric precision on stars with TESS magnitude 9-15, although brighter stars can also be monitored.

Images

Every sector, the TESS spacecraft will downlink about 200,000 two-minute cadence postage stamps, as well as full frame images binned on board at a 30-minute cadence.

The team has prepared the TESS Input Catalog (TIC) of over 1 billion objects, with a special subset Candidate Target List (CTL) of 200,000 objects for the two-minute cadence observations.

Discoveries

TESS anticipates the discovery of thousands of exoplanets of all sizes around a variety of star types. It has committed to delivering 50 planets of size less than 4 Earth radii with measured masses to the community. An international effort under the TESS Follow-up Operations Program (TFOP) is committed to observations to distill the TESS planet candidates down to the list of 50 with measured masses, using the best ground-based telescopes in the world.

LHS 3884b

Самая экстремальная планета из обнаруженных — LHS 3884b, которая лишь немногим больше Земли с радиусом 1,3 земного. Она находится настолько близко к родительской звезде, что совершает оборот каждые 11 часов. Расположенный на расстоянии 49 световых лет от нас, этот мир настолько горячий, что его обращенная к звезде сторона может быть заполнена лужами расплавленной лавы в самых горячих местах. Этот мир настолько горячий, что по крайней мере в теории сама его порода находится в жидком состоянии.

Хотя маловероятно, что планета с такими свойствами массы и температуры обладает атмосферой, она все же может присутствовать в тонком виде на постоянной основе, в зависимости от химического состава поверхности. Характеристики такой системы делают ее идеальным кандидатом для измерения спектра абсорбции атмосферы. Если атмосфера есть, мы можем узнать, из чего она состоит, прежде чем на нее будут обращены телескопы.

Спутник TESS завершил основную миссию. Как его данные изменили знания о космосе?

4 июля спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS) завершил свою основную миссию, сфотографировав около 75% звездного неба в рамках двухлетнего исследования. Запечатлевая эту гигантскую мозаику, TESS обнаружил 66 новых экзопланет, или миров, за пределами нашей Солнечной системы, а также около 2 100 объектов-кандидатов, над подтверждением которых астрономы еще работают. Рассказываем историю миссии TESS и о ее главных достижениях.

Читайте «Хайтек» в

Миссия TESS. Все, что нужно знать о проекте Planet Hunter

TESS — это миссия NASA Astrophysics Explorer, возглавляемая и управляемая Массачусетским технологическим институтом в Кембридже и Центром космических полетов имени Годдарда НАСА. Кроме того, в миссии принимают участие более десятка университетов, исследовательских институтов и обсерваторий по всему миру.

Спутник для исследования транзитных экзопланет (TESS) стал следующим шагом в поисках планет за пределами нашей Солнечной системы, включая те, которые могут поддерживать жизнь. Ученые подготовили миссию для обнаружения экзопланет, которые периодически блокируют часть света от своих звезд. Такой метод поиска экзопланет называется методом транзита.

Иными словами, TESS ищет транзиты, контрольное затемнение звезды, вызванное, с нашей точки зрения, прохождением орбитальной планеты перед ней.

Когда TESS был запущен 18 апреля 2018 года на борту ракеты SpaceX Falcon 9, спутнику предстояло изучить 200 000 ярчайших звезд около Солнца в поисках транзитных экзопланет.

Однако поиском экзопланет миссия TESS не ограничилась.

TESS производит поток высококачественных наблюдений, предоставляющих ценные данные по широкому кругу научных тем. Вступая в свою расширенную миссию, TESS уже имеет оглушительный успех.

Патрисия Бойд, научный сотрудник проекта TESS в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА

Что такое «расширенная миссия » TESS?

TESS наблюдает за секторами неба размером 24 на 96 градусов в течение месяца, используя четыре камеры. В течение первого года миссия наблюдала 13 секторов южного неба, а затем еще год занималась съемкой северного неба.

Теперь в своей расширенной миссии TESS развернулся, чтобы возобновить съемку юга. Кроме того, команда TESS внесла улучшения в способ сбора и обработки данных со спутника. Его камеры теперь снимают полное изображение каждые 10 минут, в три раза быстрее, чем во время основной миссии. Новый быстрый режим позволяет измерять яркость тысяч звезд каждые 20 секунд наряду с предыдущим методом сбора данных наблюдений от десятков тысяч звезд каждые две минуты. Более быстрые измерения позволят TESS лучше определять изменения яркости, вызванные звездными колебаниями, и более детально фиксировать взрывные вспышки активных звезд.

Эти изменения останутся в силе на время расширенной миссии, которая будет завершена в сентябре 2022 года. После года съемки южного неба TESS потребуется еще 15 месяцев, чтобы собрать дополнительные наблюдения.

Новейшие открытия планет миссией TESS

Первый мир обитаемой зоны размером с Землю

7 января 2020 года НАСА сообщило, что спутник TESS обнаружил свою первую планету размером с Землю в обитаемой зоне своей звезды — диапазоне расстояний, на котором условия могут быть подходящими, чтобы допускать присутствие жидкой воды на поверхности. Ученые подтвердили находку, получившую название TOI 700 d, с помощью космического телескопа НАСА Spitzer и смоделировали потенциальную окружающую среду планеты, что поможет в будущих наблюдениях обнаруженного мира.

TOI 700 d — одна из немногих планет размером с Землю, обнаруженных в обитаемой зоне звезды. Другие включают несколько планет в системе TRAPPIST-1 и другие миры, обнаруженные космическим телескопом НАСА Кеплер.

Спутник NASA для исследования транзитных экзопланет (TESS) обнаружил свою первую планету размером с Землю в обитаемой зоне своей звезды.

Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА

TOI 700 — это небольшая холодная карликовая звезда типа M, расположенная на расстоянии чуть более 100 световых лет от нас в южном созвездии Дорадо. Это примерно 40% массы и размера Солнца и примерно половина температуры его поверхности. Звезда появляется в 11 из 13 секторов, которые TESS наблюдала в течение первого года миссии, и ученые зафиксировали множественные транзиты ее трех планет.

Открытие мира на орбите уникальной молодой звезды

Более десяти лет астрономы искали планеты, вращающиеся вокруг AU Microscopii, ближайшей звезды, все еще окруженной диском из обломков, оставшихся после ее образования. 24 июня 2020 года у ченые сообщили об открытии планеты размером с Нептун, которая вращается вокруг молодой звезды чуть более чем за неделю. Открытие было сделано с помощью данных спутника TESS и «вышедшего на пенсию» космического телескопа Spitzer.

Спутник NASA для исследования транзитных экзопланет (TESS) и космический телескоп Spitzer в отставке обнаружили молодой мир размером с Нептун, вращающийся вокруг AU Microscopii.

Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА

Система, для краткости известная как AU Mic, представляет собой единственную в своем роде лабораторию для изучения того, как планеты и их атмосферы образуются, развиваются и взаимодействуют со своими звездами.

AU Mic — холодный красный карлик, возраст которого оценивается в 20–30 млн лет, что делает его звездным младенцем по сравнению с нашим Солнцем, которое как минимум в 150 раз старше. Звезда настолько молода, что в первую очередь светится от тепла, выделяемого, поскольку собственная сила тяжести притягивает ее внутрь и сжимает. Менее 10% энергии звезды происходит за счет синтеза водорода в гелий в ее ядре, процесса, который приводит в действие такие звезды, как наше Солнце.

Система расположена на расстоянии 31,9 световых лет.

Это открытие показало, что TESS позволяет по-новому взглянуть на хорошо изученные звезды, такие как AU Mic.

Открытие первого мира с двумя звездами

Исследователи, работающие с данными со спутника TESS, обнаружили планету, вращающуюся вокруг двух звезд, в январе 2020 года.

Планета, получившая название TOI 1338 b, примерно в 6,9 раз больше Земли, ее размеры примерно между Нептуном и Сатурном. Планета находится в системе на расстоянии 1 300 световых лет в созвездии Живописца. Звезды в системе образуют двойную систему, которая возникает, когда звездные спутники кружат друг над другом в нашей плоскости обзора. Одна звезда примерно на 10% массивнее нашего Солнца, а другая холоднее, тусклее и составляет всего одну треть от массы Солнца.

TOI 1338 является первой планетой TESS, расположенной по кругу, вокруг которой вращаются две звезды. Открытие было представлено на панельной дискуссии в понедельник, 6 января, на 235-м заседании Американского астрономического общества в Гонолулу.

Транзиты TOI 1338 b нерегулярны, от 93 до 95 дней, и различаются по глубине и продолжительности из-за орбитального движения его звезд. TESS видит только транзиты, пересекающие большую звезду — транзиты меньшей звезды слишком слабые, чтобы их можно было обнаружить. Его орбита стабильна как минимум следующие 10 млн лет. Однако угол орбиты к нам меняется настолько, что транзит планеты прекратится после ноября 2023 года и возобновится через восемь лет.

Звездные открытия миссии TESS

Наблюдение вспышки кометы в нашей Солнечной системе

Миссия НАСА по охоте за экзопланетами зафиксировала естественный выброс кометы с беспрецедентными подробностями в конце 2019 года.

На этой анимации показан взрыв пыли, льда и газов от кометы 46P/Виртанен, который произошел 26 сентября 2018 года и рассеялся в течение следующих 20 дней. Изображения с космического корабля НАСА TESS делались каждые три часа в течение первых трех дней вспышки.

Предоставлено: Фарнхэм и др./НАСА.

Используя данные спутника TESS , астрономы из Университета Мэриленда (UMD) в Колледж-Парке, штат Мэриленд, получили четкую последовательность изображений от начала до конца взрывного выброса пыли, льда и газов во время близкое сближение кометы 46P/Виртанен в конце 2018 года. Это стало наиболее полным и подробным на тот момент наблюдением образования и рассеяния естественной вспышки кометы.

Команда ученых сделала приблизительную оценку того, сколько материала могло быть выброшено во время этой вспышки — около 1 млн кг, что могло оставить кратер на комете диаметром около 20 м.

Неожиданные затмения в хорошо известной двойной звездной системе

Астрономы, использующие данные TESS, показали, что хорошо изученная звезда Альфа Дракона, видимая невооруженным глазом, и ее более слабая звезда-компаньон регулярно затмевают друг друга. Хотя раньше астрономы знали, что это двойная система, взаимные затмения стали полной неожиданностью.

Система входит в число самых ярких из известных затменных двойных звезд, в которых две звезды широко разделены или отделены друг от друга и взаимодействуют только гравитационно. Такие системы важны, потому что астрономы могут измерять массы и размеры обеих звезд с непревзойденной точностью.

Эта анимация иллюстрирует предварительную модель системы Тубан, которая теперь известна как затменная двоичная система благодаря данным с спутника TESS. Звезды вращаются каждые 51,4 дня на среднем расстоянии, немного превышающем расстояние Меркурия от Солнца. Мы видим систему примерно на 3 градуса выше орбитальной плоскости звезд, поэтому они претерпевают взаимные затмения, но ни одна из них никогда не закрывается полностью своим партнером. Первичная звезда в 4,3 раза больше Солнца и имеет температуру поверхности около 9 700 °C, что делает ее на 70% горячее, чем наше Солнце. Его спутник, который в пять раз слабее, скорее всего, вдвое меньше первичной звезды и на 40% горячее Солнца. Тубан, также известный как Альфа Дракона, находится примерно в 270 световых годах от нас в северном созвездии Дракона.

Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/Крис Смит (USRA)

Обнаружение своей первой черной дыры. Она уничтожает звезды, как наше Солнце

Впервые спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет наблюдал, как черная дыра разрывает звезду в катаклизме, называемом приливным разрушением. Последующие наблюдения, проведенные Обсерваторией Нила Герелса Свифта НАСА и другими объектами, позволили получить наиболее подробный анализ первых моментов одного из этих разрушающих звезды происшествий.

Когда звезда подходит слишком близко к черной дыре, сильные приливы превращают ее в поток газа. Хвост потока покидает систему, в то время как остальная часть возвращается назад, окружая черную дыру диском обломков. Это видео включает в себя изображения приливного разрушения под названием ASASSN-19bt, сделанные с помощью спутников NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) и миссий Swift, а также анимацию, показывающую, как разворачивалось это событие.

Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА

Итоги. Почему миссия TESS так важна?

Сейчас спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS) завершил свою двухлетнюю основную миссию и продолжает поиск новых миров. Кто знает, какие открытия еще нас ждут? Такие миссии, как TESS, помогают вносить свой вклад в область астробиологии, междисциплинарные исследования переменных и условий далеких миров, в которых может существовать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, и какую форму эта жизнь может принимать.

Интересные факты

1. Согласно опубликованному бюджету NASA, содержание экзопланетного телескопа в 2018 г. обойдется агентству почти в 27,5 млн долл. при общей стоимости проекта 321 млн долл.
2. Космический аппарат будет вращаться на орбите, которая никогда ранее не использовалась. Эллиптическая орбита, называемая P / 2, составляет ровно половину орбитального периода Луны. Это означает, что TESS будет делать полный оборот вокруг Земли каждые 13,7 дня.
3. За право запустить спутник аэрокосмическая корпорация Илона Маска выдержала серьезную конкуренцию с Boeng. Статистика и NASA оказались на стороне
4. Разработку приборов – от бортовых телескопов до оптических приёмников – профинансировала Google.

Криогенные испытания космического телескопа TESS

Ожидается, что TESS обнаружит тысячи кандидатов на звание экзопланеты. Это поможет астрономам лучше понять структуру планетных систем и дать представление о том, как сформировалась наша Солнечная система.