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

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

Что такое миссия TESS?

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.

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 ученые 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.

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.

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.

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.

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.

Читать также

Искатель сокровищ нашел клад в Шотландии, которому 3000 лет

Метеорный поток Персеиды — 2020: где его увидеть, куда смотреть и как сделать фото

Посмотрите на 3D-карту Вселенной: ее составляли 20 лет и она уже удивила ученых