Zöld utat kapott a NASA új, kisméretű űrtávcsöve, a TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). A George Ricker (MIT – Massachusetts Institute of Technology) által vezetett program – amiről évekkel korábban már beszámoltunk) a közeli, fényes csillagok körül keringő bolygók felfedezésére vállalkozik szinte a teljes égboltot lefedve. Ezek az exobolygók tanulmányozhatók ugyanis a legjobban földi és űrtávcsövekkel (pl. a jövőbeli, infravörös tartományban működő James Webb űrteleszkóppal). A sikeres Kepler-űrtávcső az égbolt egy viszonylag kis területét vizsgálja folyamatosan a csillaguk előtt elhaladó bolygók után kutatva. Halvány, legtöbbször távoli csillagok körül keringő égitesteket fedez fel, de azokról teljes statisztikát szolgáltat. Ezzel szemben a TESS négy kisebb távcsővel, nagyobb területet vizsgál át hasonló módszerrel, így a fényesebb – és egyben közelebbi – csillagok körüli planéták lesznek a célpontjai. Ezek pedig az exobolygók szerkezetének, felépítésének, légkörének jobb megértését célzó kutatások legjobb alanyai lesznek. A stratégia egyben jelzi, hogy napjainkban az exobolygó-kutatás fókusza a felfedezéstől a bolygók karakterizálása felé mozdul el.
Figyeljük meg a négy kis távcsőből álló együttest. Háttér-illusztrációnak a Kepler-11 hatbolygós rendszert választották, utalva arra a tényre, hogy az űrtávcső részben a Kepler által kitaposott utat követi. [forrás: TESS team]
A legfrissebb tervek szerint a műszer négy, 10 cm körüli, széles látómezejű távcsőből áll, mindegyik teleszkópnál négy darab, 2000×2000 pixelből álló CCD szolgálja a képrögzítést. A teleszkópok mindegyike 23×23 fokos égterületet lát, ami azt jelenti, hogy egyszerre az ekliptika síkjától annak pólusáig viszonylag széles sávot képes lefedni. Egy területet 27 napig monitoroz a TESS. Ekkor az észlelendő sávot eltolva folytatja a megfigyeléseket. Tizenhárom ilyen beállítással az égbolt 50%-a lefedhető. A sávokat úgy választják, hogy átfedések révén az ekliptika pólusa körüli égterület állandóan észlelhető lesz, ami a James Webb teleszkóp folyamatos megfigyelési zónájával is egybeesik, a választás persze nem véletlen. Egy év után az ekliptika déli fele következik hasonló stratégiával. Sikeres küldetés esetén a műszer akár egy évtizedig is működhet.
A TESS megfigyelési stratégiája: négy érintkező területet figyel 27 napig az ekliptika síkjától a pólusáig. Egy év alatt a fél égboltot átvizsgálja fényes csillagok körül keringő, fedést mutató bolygók után kutatva. A narancssárga égboltrész folyamatosan megfigyelhető lesz. [forrás: TESS team]
A 200 millió dollár költségvetésű, SMEX (Small Explorer) kategóriájú misszió két év alatt szinte a teljes égboltot átvizsgálja, ami 400-szor akkora területet jelent, mint a Kepler látómezeje. Ebből csak a Galaxisunk síkja körüli területek maradnak ki, ahol a viszonylag nagy pixelek miatt a sűrű csillagmezőben az egyedi objektumok szétválasztása aránytalanul nagy gondot jelentene. Eközben a TESS a Kepler-mintához viszonyítva átlagosan tízszer közelebbi bolygókat fog felfedezni. A műszer fél millió célpontot (csillagot) figyel meg, ebből kb. 35 ezernek pontosan ismerjük a távolságát a Hipparcos műholdnak köszönhetően. Ha minden a tervek szerint halad, akkor a többi égitest távolságát – ami a csillagok és így a bolygórendszerek pontos karakterizálását fogja segíteni – az idén ősszel felbocsátandó európai GAIA szolgáltatja. Az előzetes becslések alapján a TESS-bolygók között 315 szuperföld-, 710 szub-Neptunusz-, 1060 Neptunusz- és 660 Jupiter-méretű várható.
Az űrtávcső újszerű, mondhatni zseniális pályája biztosítja a 27 napos folyamatos megfigyeléseket. A nagyjából két hét keringési idejű speciális pálya a Hold keringési síkjára csaknem merőleges. Különlegesség, hogy az űrtávcső pontosan két keringést tesz meg, amíg a Hold egyszer megkerüli Földünket, vagyis a két szatellita 2:1 arányú rezonanciában lesz. A földközelpontjában geoszinkron, legtávolabbi pontjában pedig a Hold távolságában húzódó pályát többszöri módosítással fogják elérni, ahol a parittya szerepét a hintamanőverben a Hold tölti majd be. Az adatok továbbítása a Földre kéthetente néhány órát vesz igénybe, amikor a műszer földközelben halad el. A TESS-adatok feldolgozását végző csapat nagy mértékben fog támaszkodni a Keplerrel szerzett tapasztalatokra.
A TESS pályája (kék) a holdpályához (szürke) viszonyítva. Az űrtávcső kétszer kerüli meg a Földet a Hold egy keringése alatt. A rezonáns pálya különleges stabilitást biztosít az űreszköz és a megfigyelések számára. [forrás: TESS team]
Bár a közeli fedési bolygók asztrofizikai jelentősége óriási, hisz légkörüket, felszínüket, később akár domborzatukat, tektonikájukat, is elemezhetjük, azt se felejtsük el, hogy a történelem során először rámutathatunk majd azokra a szabad szemmel is látható fényes csillagokra, melyek körül fedési bolygók, bolygórendszerek vannak. Bár több fényes csillag körül ismerünk bolygókat – melyeket radiális sebesség módszerrel fedeztek fel –, jelenleg egyetlen szabad szemmel látható csillagnak van fedéseket is mutató ismert planétája, ez pedig a Rák csillagkép 55 jelű csillaga, az 55 Cnc.
A TESS űrtávcsövet bemutató angol nyelvű videó:
