Встречайте TESS! Следующая миссия NASA по поиску второй Земли

В стерильном помещении Космического центра NASA им. Кеннеди маленький телескоп TESS расположился на стенде для окончательной серии проверок перед запуском. Чрезвычайная осторожность связана с тем, что четыре камеры обсерватории будут летать без защитных покрытий. Это одно из нескольких упрощающих проектных решений, обеспечивающих выполнение задачи по измерению масс по меньшей мере 50 небольших, скалистых и потенциально землеподобных миров.

«Transiting Exoplanet Survey Satellite» (TESS) был предложен еще до того, как космический телескоп «Kepler», запущенный в 2009 году, продемонстрировал жизнеспособность обследования экзопланет из космоса. Оба телескопа используют так называемый «транзитный» метод поиска планет, когда те проходят перед родительскими звездами относительно линии наблюдения.

Во время своей первоначальной миссии «Kepler» разыскал планеты у звезд на расстоянии более тысячи световых лет от Земли в созвездиях Лебедя, Лиры и Дракона. До сих пор ученые подтвердили 2 341 экзопланету, и еще 4396 потенциальных планет ожидают подтверждения. Часть из них никогда не будут подтверждены из-за тусклости звезд, не позволяющей проводить наблюдения с Земли.

Команда TESS придерживалась подхода, учитывающего, какие наземные наблюдения понадобятся для подтверждения кандидатов в экзопланеты, заранее определив конкретные цели для телескопа. Они выбрали около 200 000 звезд на период двухлетней основной миссии TESS. Большинство целей находятся в пределах 300 световых лет от Земли, значительно ближе и в сотни раз ярче, чем большинство звезд, изученных с «Kepler».

Транзитная техника, запланированная для TESS, показывает размер планеты относительно ее звезды-хозяина. Наблюдение нескольких транзитов позволяет определить орбиту, которая затем может быть использована для оценки температуры далекого мира и определения его потенциала к поддержанию воды в жидком виде, что является ключевым фактором для обитаемости.

Но для оценки массы планеты, которая необходима для определения плотности и примерного состава, астрономы обычно обращаются к наземным телескопам. Нередко требуется лишь относительно скромная обсерватория, чтобы уловить колебания звезды, вызванные небольшой, но регулярной гравитационной тягой планетарного выводка. Проект TESS привлекает десятки астрономов и резервирует время нескольких наземных телескопов для таких исследований.

К охоте готов

Охота на планеты начнется примерно через два месяца после запуска TESS, который намечен на середину апреля. Именно тогда телескоп должен прибыть на рабочую высокоэллиптическую орбиту от 108 000 до 373 000 километров от Земли, которая почти достигает орбиты Луны. Когда TESS будет подниматься на самую высокую точку орбиты, Луна будет на 90 градусов левее или правее, выступая в качестве орбитального балласта, который будет удерживать телескоп в течение десятилетий без использования рулевых двигателей. Эксцентрическая орбита позволит TESS проводить большую часть своего времени в глубоком, темном пространстве с минимальными помехами от солнечного света и его отражения от Земли и Луны.

Данные TESS будут не только включать измерения яркости каждой целевой звезды каждые две минуты, но и изображения полного неба каждые полчаса, захватывающие более 20 миллионов звезд и 10 миллионов галактик. Телескоп оснащен четырьмя камерами, расположенными для покрытия неба площадью около 10 000 полных лун. Сдвигая поле обзора каждые две орбиты, TESS охватит все южное полушарие неба в течение первого года работы и на второй год приступит к осмотру северного полушария. В целом, TESS рассмотрит 90% неба, что в 400 раз больше, чем наблюдал «Kepler».

Ключевой интерес представляют звезды, расположенные прямо над и под плоскостью эклиптики, в которой планеты движутся вокруг Солнца. Миры в этих регионах станут первоочередными задачами для последующих исследований космического телескопа «James Webb», который среди множества других задач попытается выведать химию атмосферы некоторых транзитных экзопланет, и TESS послужит ему поисковой системой.

В конечном счете, TESS поможет внести до 20 000 новых планет в каталог экзопланет, большинство из которых будут вращаться вокруг M-карликов. Эти звезды диаметром до половины Солнца составляют около 70% звезд в Млечном Пути.

Арина Васильева
редактор-переводчик