Tess

TESS ( Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito ) es un  telescopio espacial diseñado para descubrir exoplanetas por el método de tránsito , desarrollado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts como parte del Programa de Investigación Pequeña de la NASA .

El telescopio se lanzó el 18 de abril de 2018 en un vehículo de lanzamiento Falcon 9 y llevará a cabo, durante dos años, investigaciones durante toda la temporada para estudiar con más detalle exoplanetas previamente descubiertos y detectar exoplanetas previamente desconocidos en órbitas alrededor de estrellas brillantes.

El costo del proyecto se estima en 378 millones de dólares [2] .

Objetivos de la misión

El objetivo principal de la misión es encontrar exoplanetas rocosos que caigan en la zona habitable y no estén a más de 200 años luz de distancia de la Tierra (“ Kepler ”, a pesar de que descubrió más de 2600 exoplanetas, realizó investigaciones sobre objetos a una distancia de hasta 3000 años luz, por lo que la oscuridad de la mayoría de los mundos que descubrió no permite que ni siquiera los telescopios terrestres más modernos midan su velocidad radial).

Se espera que TESS descubra más de 20 mil exoplanetas en tránsito, de los cuales 500-1000 serán planetas terrestres y superterrestres con períodos orbitales de hasta 10 meses [3] . Para ello, se estudiarán las 500 mil estrellas de clases espectrales G, K y M más cercanas a la Tierra más brillantes que la magnitud 12 y unas 1000 enanas rojas más cercanas repartidas por todo el cielo estrellado. A diferencia de Kepler, cuya investigación se limitó a una pequeña área de la esfera celeste, el área de cobertura aumentará más de 400 veces.

Se espera que TESS descubra 70 planetas en la zona habitable , todos los cuales orbitarán enanas rojas , y 11 de estos 70 tendrán un radio de no más de 2 radios terrestres [4] . Aunque el telescopio espacial descubrirá no solo exoplanetas de tipo terrestre, sino también gigantes gaseosos.

Los datos obtenidos por TESS se utilizarán para estudios posteriores más detallados por parte del espectrómetro ESPRESSO en el VLT , el telescopio James Webb , así como otros grandes telescopios terrestres y espaciales que se planean construir en el futuro.

Equipo científico

El satélite está equipado con cuatro telescopios, cada uno con un refractor gran angular con un campo de visión de 24° × 24° y una lente con una apertura de 10 cm. Cada uno de los cuatro telescopios está equipado con una cámara CCD de 16,8 megapíxeles ( con un total de 67,2 megapíxeles para todas las cámaras) operando en el rango espectral de 600 a 1000 nm .

Los datos de observación se procesarán y almacenarán durante tres meses a bordo del dispositivo, solo se planea transmitir a la Tierra datos de interés científico. Tres meses de almacenamiento permitirían la detección de fenómenos transitorios (como los estallidos de rayos gamma ).

Historia del proyecto

En septiembre de 2011, se anunció que TESS se mantuvo entre los 11 proyectos en consideración después de la reducción de la lista inicial de 22 proyectos presentados en febrero de 2011 [5] . El proyecto TESS recibió $ 1 millón para realizar un desarrollo de concepto de investigación de 11 meses.

A principios de abril de 2013, después de un estudio detallado de los conceptos del proyecto propuesto, la NASA seleccionó dos de los proyectos de Misión de Exploración propuestos: TESS y NICER [6] . La NASA ha asignado alrededor de $ 200 millones para la misión TESS, con una fecha de lanzamiento prevista para 2018. [7] [8] .

Google proporcionó[ ¿cuándo? ] capital inicial para el desarrollo de telescopios a bordo y receptores de radiación óptica [9] .

Lanzamiento

Inicialmente, el lanzamiento de TESS estaba programado para el 16 de abril de 2018, pero el lanzamiento se retrasó debido a controles adicionales en el sistema de control de navegación. El lanzamiento se realizó el 18 de abril de 2018 a las 22:51 GMT por el cohete SpaceX Falcon 9 [10] . El dispositivo se separó con éxito del vehículo de lanzamiento [1] .

Vida útil nominal (junio 2018 - junio 2020)

A fines de julio de 2018, luego de tres meses de maniobras orbitales y pruebas de equipos, el telescopio comenzará su programa científico.

• El 18 de mayo de 2018, TESS tomó la primera fotografía: una de las cuatro cámaras tomó una fotografía de prueba de 200 000 estrellas. Una vez completadas las pruebas del equipo, las imágenes de TESS cubrirán un área del cielo 400 veces más grande que la de prueba.
• El 11 de julio de 2018, TESS alcanzó la órbita desde la que realizará la investigación [11] .
• El 25 de julio de 2018 comenzó la recopilación de datos científicos [12] .

Resultados científicos

• A finales de septiembre de 2018 , un equipo de astrónomos dirigido por Chelsea Huang del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) anunció el primer exoplaneta descubierto por el telescopio. El descubrimiento se realizó durante el análisis de los datos recopilados por el telescopio del 25 de julio al 22 de agosto de 2018, no es una señal falsa o un posible eclipse de una estrella por otra estrella, y posteriormente se confirmó en base a datos de telescopios terrestres. . El exoplaneta recién descubierto Pi Table Mountain c está ubicado en el sistema de la estrella brillante Pi Table Mountain (π Mensae), que pertenece a la clase de enanas amarillas y se encuentra a una distancia de unos 60 años luz de la Tierra [13] .
• El 29 de julio de 2019 se publicó un artículo en la revista Nature Astronomy, del que se desprende que TESS descubrió en la enana roja TOI-270 , a 73 años luz de la Tierra y ubicada en la constelación de Dorado , tres planetas a una pequeña distancia. distancia de su estrella. “Star TOI-270 tiene un carácter muy tranquilo. Esto simplifica enormemente la búsqueda posterior de posibles rastros de vida en sus planetas y sus satélites. Además, todos estos mundos están sincronizados entre sí, lo que facilitará la búsqueda de otros planetas más parecidos a la Tierra, si los hay en este sistema. Los planetas descubiertos son más grandes que la Tierra y otros planetas interiores, pero más pequeños que los gigantes gaseosos como Júpiter y Neptuno. El planeta más cercano a la estrella, cuya masa es aproximadamente el doble de la de la Tierra, pertenece al número de "súper-Tierras" , y sus dos vecinos más grandes, a los "mini-neptunos" [14] [15] .
• El 31 de julio de 2019, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de varios planetas cerca de la estrella GJ 357 , uno de los cuales se encuentra dentro del límite exterior de la zona habitable. GJ 357 es una enana de tipo M con una masa y tamaño de 1/3 del sol y un 40% más fría que nuestra estrella, ubicada a 31 años luz de la Tierra en la constelación de Hidra . El exoplaneta, denominado GJ 357 d , recibe tanta energía como Marte del Sol. Un año dura en el planeta 55,7 días terrestres, y su distancia a su estrella es el 20% de la Tierra. El tamaño y la masa del planeta no se conocen exactamente. Se supone que es aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra y al menos seis veces más pesado. Los científicos esperan seguir estudiando el planeta con más detalle [16] [17] .
• El 7 de enero de 2020, el servicio de prensa del Centro de Vuelo Espacial de la NASA. Goddard anunció el descubrimiento por el telescopio TESS del planeta similar a la Tierra TOI-700 d cerca de la enana roja TOI-700 en la constelación Dorado, potencialmente habitable y a 100 años luz de distancia de la Tierra. Observaciones adicionales del observatorio Spitzer confirmaron la ubicación del planeta en la llamada "zona habitable" . Como señalan los investigadores, el planeta TOI-700 d es generalmente similar a otros mundos similares a la Tierra descubiertos en los últimos años. En particular, gira alrededor de una enana roja, cuya masa y dimensiones son aproximadamente la mitad de las del Sol. Durante 11 meses de observaciones, los astrónomos no registraron un solo destello en la superficie de esta estrella, lo cual es típico de otras estrellas en las que se encontraron mundos similares. Esto aumenta enormemente la probabilidad de vida en su superficie. Como sugieren los científicos, en su clima y condiciones en la superficie, el planeta TOI-700 d recuerda más al Marte primitivo que a la Tierra. Su atmósfera, como lo demuestra un análisis preliminar del espectro, debería consistir casi en su totalidad en dióxido de carbono, y la superficie de este gemelo de la Tierra recibe un poco menos de energía de la estrella (86%) que la Tierra. El principal obstáculo para la existencia de vida en su superficie, según científicos de la NASA, puede ser que este planeta siempre “mira” con el mismo lado a la estrella . Esto puede aumentar drásticamente la temperatura en su lado iluminado, así como afectar de manera impredecible la naturaleza del movimiento de los vientos en la atmósfera [18] [19] .
• El 11 de agosto de 2020, el servicio de prensa del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA anunció que el telescopio TESS resolvió todas las tareas establecidas dentro de la misión principal, que realizó un mapa detallado del 75% del cielo nocturno y descubrió varias decenas de exoplanetas (66 confirmados y más de dos mil candidatos para este rol) [20] [21] .
• El 20 de enero de 2022, los líderes del programa científico TESS del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts resumieron los resultados provisionales actuales del trabajo. El número de candidatos encontrados para exoplanetas ascendió a 5210 piezas, de las cuales 177 ya han sido confirmadas por datos de observación de telescopios terrestres. A modo de comparación, el telescopio Kepler descubrió poco más de 3600 candidatos a exoplanetas en los primeros tres años de funcionamiento [22] . Además, TESS ayudó a descubrir tres exocometas en el sistema de la joven estrella Beta Pictoris, seis explosiones de supernova Tipo Ia en galaxias distantes y detectó una llamarada de la destrucción de una estrella por un agujero negro supermasivo [23] .
• El 27 de abril de 2022, un equipo de astrónomos dirigido por Rafael Luque de la Universidad de Chicago anunció el descubrimiento de dos exoplanetas rocosos alrededor de la enana roja brillante HD 260655 , que se encuentra a 32,6 años luz del Sol. Este es el tercer sistema abierto más cercano al Sol, que contiene una enana M y varios planetas que pasan periódicamente por el disco de la estrella. El exoplaneta más cercano a la estrella, HD 260655 b, tiene un radio de 1,24 radios terrestres, una masa de 2,14 masas terrestres y una temperatura de equilibrio de 709 K. El exoplaneta HD 260655 c tiene un radio de 1,53 radios terrestres, una masa de 3,09 masas terrestres y una temperatura de equilibrio de 557 K. Se espera que en el futuro el Telescopio Espacial James Webb observe los objetos recién descubiertos, los cuales buscarán sus atmósferas. El descubrimiento también fue confirmado por el método de velocidad radial utilizando los receptores HIRES y CARMENES instalados en telescopios terrestres [24] .

• El 8 de julio de 2022 , un equipo internacional de astrónomos dirigido por Solena Ulmer-Moll del Observatorio de Ginebra anunció en una publicación en arXiv.org el descubrimiento de dos exoplanetas cálidos gigantes del tamaño de Júpiter . El primero de ellos se denominó NGTS-20b (TOI-5152b), su masa es de 2,98 masas de Júpiter, su radio es de 1,07 radios de Júpiter y la temperatura de equilibrio es de 688 K. El planeta gira alrededor de una estrella de clase G1 en 54,19 días , el cuya masa es de 1,47 masas solares, el radio es de 1,78 radios solares y la distancia al sol es de unos 1200 años luz . El segundo planeta, denominado TOI-5153b, tiene una masa de 3,26 masas de Júpiter y un radio de 1,06 radios de Júpiter, su temperatura de equilibrio es de 906 K. Tarda 20,33 días en orbitar una estrella de clase F8 , que se encuentra a una distancia de unos 1270 años luz del Sol y tiene una masa de 1,24 masas solares y un radio de 1,4 radios solares. Ambos exoplanetas contienen metales, cuya abundancia corresponde a los modelos de gigantes gaseosos [25] .

• El 12 de agosto de 2022, un equipo internacional de científicos de la Universidad de Montreal anunció el descubrimiento del exoplaneta TOI-1452 b, que orbita un sistema binario de pequeñas estrellas en la constelación Draco a una distancia de 100 años luz de la Tierra y supuestamente es un 67% más grande que la Tierra en diámetro y, uno de los modelos, está rodeado por una capa de agua, que constituye aproximadamente el 22% de la masa del planeta. TOI-1452 b recibe aproximadamente la misma cantidad de energía de su estrella que Venus en el sistema solar. Este planeta puede ser un buen candidato para una mayor observación con el telescopio espacial James Webb, que podrá estudiar su atmósfera [26] .