En son keşif hedefi: on binlerce dış gezegen, en az 50 dünya büyüklüğünde dış gezegen keşfetmek
Güneş sisteminin dışında binlerce gezegen olabilir, kayalık bir dünya olabilir veya ince gaz ve toz olabilir. Bu en yakın dış gezegenler nerede? Belki uydurdukları ipuçlarını, hatta yaşanabilirliği tespit edebiliriz? Geçiş yapan dış gezegen araştırma uydusu "Tess" (TESS), yakın dünyayı arayan ilk uydu olacak. NASA tarafından finanse edilen uzay aracı, bir buzdolabından çok daha büyük değildir. Dört kamera ile donatılmıştır. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) tasarlanmış ve inşa edilmişlerdir. Büyük gözlü bir vizyonları vardır: en yakın ve en büyüğü ölçmek Parlak yıldızlar, geçen gezegenlerin izlerini ararlar.
Transiting Exoplanet Observation Satellite (TESS), gökyüzündeki en parlak yıldızların yörüngesinde dönen binlerce dış gezegeni keşfedecek. Resim: NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi / CI Laboratuvarı
Massachusetts Institute of Technology'deki bilim adamları bu görevi ilk olarak on yıldan fazla bir süre önce önerdiler ve Tess zemini terk etmek üzereydi. Uzay aracının Florida'daki Cape Canaveral Hava Kuvvetleri Üssü'nde 16 Nisan'da saat 18: 32'de SpaceX Falcon 9 roketiyle fırlatılması planlanıyor. Tess, 20 milyondan fazla yıldızı barındırabilen bir görüş alanı olan neredeyse tüm gökyüzünü tarayarak iki yıl geçirecek. Bilim adamları, bu yıldızlardan binlerceinin geçiş yapan gezegenlere ev sahipliği yapacağını tahmin ediyor ve bu gezegenleri Tess'in kamerasıyla çekilen fotoğraflarla tespit etmeyi umuyor. Tess Science ekibinin MIT'deki amacı, Dünya'nın yarıçapının dört katından daha küçük olan en az 50 (asteroit) yarıçapını ölçmektir.
Tess'in gözlemlediği birçok gezegen bize yeterince yakın olmalı.Tess tarafından tanındığında, bilim adamları onları diğer teleskoplarla büyütebilir, atmosferi inceleyebilir, atmosfer koşullarının haritasını çıkarabilir ve hatta yaşanabilirlik belirtileri arayabilir. Tess'in çıkarlarından sorumlu müdür yardımcısı Natalia Greiro şunları söyledi: Tess biraz keşfe benziyor ve toplanacak olanlar potansiyel dış gezegenler olabilir. Gökyüzünde güzel manzaralı bir yolculuk sırasında bazı açılardan ne göreceğimi bilemiyorum. Sanki bir hazine haritası yapıyoruz: bunların hepsi harika şeyler. Uzaya ekilmiş bir tohum. Tess, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü tarafından tasarlanan ve inşa edilen ve 9 Ekim 2000'de NASA tarafından fırlatılan daha küçük bir uydudan geldi.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nün Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Merkezi (MKI) tarafından geliştirilen bir dizi uçan kamera elektroniği, dış gezegenlerden verileri kameradan bilgisayara uzay aracına aktaracak ve Dünya bilim adamlarına geri göndermeden önce işleyecek. Resim: MIT Kavli Enstitüsü
7 yıl boyunca dünyanın yörüngesinde dönen Yüksek Enerjili Geçici Dedektör 2 veya HETE-2, gama ışını patlamaları olan yüksek enerjili patlamaları tespit etmek ve bulmak, büyük, kısa ömürlü gama ışınları ve x ışınları yaymakla görevlendirilmiştir. Bu aşırı ve kısa ömürlü fenomeni tespit etmek için, baş araştırmacı George Ricker (George Ricker) liderliğindeki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki (MIT) bilim adamları, ccd veya ccd ile donatılmış bir dizi optik ve x-ışını kamerasını birleştirdi. Işığın yoğunluğunu ve konumunu elektronik biçimde kaydeden şarj bağlantılı bir cihaz. TESS'te alet bilimcisi ve HETE-2 ekibinin bir üyesi olan Joel Villasenor, 1970'lerde CCD'lerin bu sihirli cihazla ortaya çıkmasıyla astronomların işini kolaylaştırdığını söyledi. CCD üzerindeki tüm pikseller eklendiği sürece, ışığın yoğunluğu veya boyutu elde edilebilir. Yani ccd, astronomi için bir kapı açar.
2004 yılında, Ricker ve HETE-2 ekibi, uydunun optik kameralarının gökteki astronomik dünyayı çekmeye başlayan diğer gök cisimlerini ayırt edip edemeyeceğini bilmek istedi: dış gezegenler. Bu süre zarfında, güneş sisteminin dışında 200'den az gezegen keşfedildi. Bunlardan bazıları, yıldızın önünden geçen bir gezegenden gelen bir sinyal olabilecek belirli yıldızların yaydığı ışıkta periyodik düşüşlerin aranmasını içeren "geçiş yöntemi" adı verilen bir teknikle keşfedildi. HETE-2 kameranın parlaklığı, gökyüzünün belirli bir bölümünü göstermesi ve içindeki bir çöküntüyü algılaması için yeterli mi? Söylemeye gerek yok, gerçekten işe yaramıyor, ama bilim adamlarının düşünmeye başlamasını sağlayan bir tür tohum.Belki de bunları tespit etmek için ccd'yi uçurmak için bir kamera kullanmaya çalışmalıyız. 2006 yılında, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki Ricker ve ekibi, daha sonra özel olarak finanse edilen bir görev olarak 20 milyon ABD dolarına mal olan küçük bir düşük maliyetli uydu (HETE-S) NASA'ya keşif görevi olarak önerdi.
NASA'nın Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), güneş sistemimizin dışındaki en parlak yıldızları çevreleyen dış gezegenleri belirleyecek. Resim: NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Bununla birlikte, bir tam gökyüzü araştırmasının maliyeti ve ilgisi arttıkça, NASA'dan 120 milyon ABD doları gibi daha yüksek bir seviyeye ulaşan fon aramaya karar verildi. NASA'nın Küçük Kaşif (SMEX) sınıfı görevi için bir teklif 2008'de sunuldu. Şu anda, uydunun tasarımı 6 CCD kamera içeriyordu ve araştırma ekibi, uzay aracının HETE-2'ye benzer şekilde alçak dünya yörüngesinde uçmasını önerdi. Bu tür yörüngeler, Tess için de kullanılabilen het-2 için bir veri alan yer istasyonu kurduklarından, nispeten yüksek gözlem verimliliğini korumalıdır. Düşük Dünya yörüngesi, Tess'in daha hassas kameralarını olumsuz etkileyecek. Örneğin, uzay aracının Dünya'nın manyetik alanına tepkisi önemli "uzay aracı sallanmasına" neden olabilir ve üretilen gürültü yıldız ışığı altındaki bir dış gezegenin eğimini engelleyebilir. NASA ilk teklifi atladı ve ekip çizim tahtasına geri döndü Bu sefer yeni bir yörünge etrafında dönen yeni bir plan ortaya çıktı.
Mühendislerin, havacılık şirketinin ve NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nin (Goddard Uzay Uçuş Merkezi) mühendislerinin yardımıyla, uzay aracının korunmasına izin veren, hiç kullanılmamış bir "ay rezonansı" yörüngesi keşfetti. Son derece kararlı bir durumda, aynı anda tam bir gökyüzü manzarası görebilirsiniz. Tess bu yörüngeye ulaştığında, dünya ve ay arasında oldukça eliptik bir yörüngede fırlayacak.Bu yol, Tess'in ayın yerçekimi altında onlarca yıl yörüngede dönmesine izin veriyor. Ay ve uydu belli bir dans halindedir.Ay uyduyu bir tarafa çeker, Tess bir yörüngeyi tamamladığında, ay diğer tarafa ters yönde çeker. Genel etki, ayın çekilmesinin iptal edilmesidir ve bu, uzun yıllar boyunca çok kararlı bir yapıdır. Bunu daha önce kimse yapmadı ve gelecekte diğer projeler bu yolu kullanmaya çalışacak.
NASA'nın Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), güneş sistemimizin dışındaki en parlak yıldızları çevreleyen dış gezegenleri belirleyecek. Resim: NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Şu anda planlanan yörüngede, Tess iki haftadan daha kısa bir süre içinde Ay'a seyahat edecek, veri toplayacak ve sonra Dünya'ya dönecek.Dünya'nın en yakın yerinde, verileri yüzeyden 67.000 mil uzakta, yere geri gönderecek. Yükseklik, sonra at. Sonunda, bu yörünge Tess'e çok fazla yakıt tasarrufu sağlayacak çünkü yörüngesini korumak için pervanelerini yakması gerekmiyor. Yörüngedeki değişiklikle birlikte, TESS ekibi 2010'da ikinci bir teklif sundu, bu sefer 2013'te NASA tarafından onaylanan kaşif düzeyinde bir görev. Kepler Uzay Teleskobu, güneş sisteminin dışındaki gezegenlerle ilgili ilk araştırmasını bu sırada tamamladı. Gözlemevi 2009 yılında açıldı. Dört yıldır gökyüzündeki belirli bir alana bakıyor, uzaktaki yıldızların yaydığı ışığı gözlemliyor ve gezegensel değişikliklerin işaretlerini arıyor.
2013 yılına gelindiğinde, Kepler'in dört reaksiyon tekerleğinden ikisi aşınmış ve uzay aracının orijinal araştırmaya devam etmesini engellemişti. Bu noktada, teleskop ölçümleri yaklaşık 1000 doğrulanmış dış gezegenin keşfedilmesine yol açtı. Uzaktaki yıldızları incelemek için tasarlanan Kepler teleskopu, dünyaya en yakın yıldızı tarayabilen daha geniş görüş alanına sahip bir görev olan Tess'in yolunu açtı. Kepler yola çıktı ve büyük başarı elde etti.Araştırmacılar, bu tür bir bilimin yapılabileceğini ve her yerde gezegenler olduğunu söylediler. Bu gerçekten de NASA'nın ihtiyaç duyduğu bilim için bir onay kutusu. Artık Tess sadece tespit edemiyor Gezegenler, daha sonra tamamen keşfedebileceğimiz gezegenler de bulabiliriz. NASA'nın seçimiyle, TESS ekibi uzay aracının kameralarını inşa etmek ve test etmek için okulda ve MIT'nin Lincoln Laboratuvarı'nda tesisler kurdu. Mühendisler, özellikle Tess için "derinden tükenmiş" bir ccd tasarladılar, bu da kameranın yakın kızılötesi banttaki ışığı algılayabileceği anlamına geliyor. Bu çok önemlidir çünkü yakındaki birçok yıldız kırmızı cücedir ve ışık yoğunluğu güneşinkinden daha yüksektir ve Elektromanyetik spektrumun kızılötesi kısmı küçük olmalıdır.
Bilim adamları bu yıldızların yaydığı ışıkta periyodik düşüşler tespit edebilirlerse, bu Dünya'dan daha dar yörüngelerde gezegenlerin varlığını gösterebilir. Ancak bu gezegenlerin güneşten daha soğuk yıldızların yörüngesinde döndükleri için "yaşanabilir bölgelerde" var olmaları mümkündür. Bu yıldızlar nispeten yakın oldukları için, bilim insanları, gerçekten de yaşam için uygun olup olmadıklarını belirlemeye yardımcı olmak için yer tabanlı teleskoplar aracılığıyla takip gözlemleri yapabilirler. Tess kamera, uydunun üstüne monte edilmiş ve diğer elektromanyetik radyasyon türlerinden korumak için koruyucu bir koni ile çevrelenmiştir. Her kamera, Orion takımyıldızını tutacak kadar büyük, 24 derecelik 24 derecelik bir gökyüzü içerir. Uydu, güney yarımkürede gözlemlere başlayacak, gökyüzünü 13 parçaya bölecek, her bir bölümü 27 gün boyunca izleyecek ve ardından bir sonraki bölüme geçecek. Kuzey yarımküreye girdikten sonraki ikinci yılda, Tess güney yarımkürede neredeyse tüm gökyüzünü gözlemleyebilmelidir.
Tess gökyüzünde bir şerit üzerinde durduğunda, kamerası yıldızların o kısmını çekerdi. Ricker ve meslektaşları yakınlardaki 200.000 parlak yıldızı listeledi. Uydunun kamerası, bu yıldızların etrafındaki pikselleri içeren "damga" görüntüleri oluşturacaktır. Gezegenin yıldızının önünden geçtiği anı en üst düzeye çıkarmak için bu görüntüler her iki dakikada bir çekilecek. Kamera ayrıca her 30 dakikada bir gökyüzündeki tüm yıldızların tam çerçeve görüntüsünü alacaktır. İki dakikalık bir fotoğraf, gezegen ev sahibi yıldızın önünden geçerken yıldız ışığının ne yaptığına dair filme benzer bir görüntü elde edebilir. 30 dakikalık görüntü için, insanlar yerçekimi dalgalarına karşılık gelen süpernovaları, asteroitleri veya gök cisimlerini görme olasılığından heyecan duyuyorlar. O zaman ne göreceğimizi bilmiyorum. Yalnız mıyız? Tess'in fırlatılmasından sonra ekip, uydunun ilk hafta içinde yeniden bağlantı kuracağını ve bu süre zarfında tüm cihazları ve kameraları açacağını umuyor.
Ardından, ATK, NASA ve MIT yörüngesinde dönen mühendis ve bilim adamlarının aletleri kalibre edecekleri ve uydunun yörüngesini ve performansını izleyecekleri 60 günlük bir devreye alma aşaması olacak. Bundan sonra, Tess gökyüzünün resimlerini toplamaya ve alçalmaya başlayacak. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve NASA'daki bilim adamları, bir yıldızın zaman içindeki parlaklığını göstermek için ham verileri ışık eğrilerine dönüştürecek. Tess bilim ekibi, 1941 Dünya profesörü Sara Seager ve atmosfer ve gezegen bilimi ve bilimi müdür yardımcısı Tess'i içeriyor. Binlerce ışık eğrisinden geçecek, yıldız ışığında en az iki benzer düşüş olacak ve gezegenin yıldızının önünden geçebileceğini gösterecek İki defa. Seager ve meslektaşları daha sonra potansiyel bir gezegenin kütlesini belirlemek için bir dizi yöntem kullanacak. Kütle, bir gezegenin belirleyici bir özelliğidir. Sadece bir gezegenin dünyanın iki katı olduğu biliniyorsa,
Kütle ve boyut birlikte ortalama gezegen yoğunluğunu bilebilir, bu da bir gezegenin ne olduğunu bilir. Tess'in iki yıllık görevinde Seager ve meslektaşları, Dünya'nın dört katı yarıçapına sahip 50 gezegenin kütlelerini ölçmeyi hedeflediler, bu da yaşanabilirlik belirtilerinin daha fazla gözlemlenmesi anlamına gelebilir. Aynı zamanda, tüm bilimsel topluluk ve halk, kendi dış gezegenleri için Tess verilerini bulma fırsatına sahip olacak. Veriler kalibre edildikten sonra ekip bunları halka açıklayacaktır. Lise öğrencileri, konuşkan gökbilimciler ve diğer araştırma kurumları dahil herkes verileri indirebilir ve kendi açıklamalarını yapabilir. Tess'in verilerine bakan o kadar çok gözle, bir gün, Tess'in keşfettiği yakın gezegende yaşam belirtilerinin bulunması olası. Hiçbir bilim bize hayatın şu anda orada olduğunu söyleyemez, çok yaygın görünen küçük kayalık gezegenler dışında, her yerde görünüyorlar, yani bir yerlerde olmalı?
Brocade Park-Science Popularization Kaynak: Massachusetts Institute of Technology
