Missione TESS NASA: cosa sapere della ricerca di esopianeti

Per secoli, gli esseri umani si sono interrogati sulla possibilità che altre Terre girino attorno a stelle lontane. Forse alcuni di questi mondi alieni ospitano strane forme di vita o hanno storie o futuri unici e interessanti. Ma fu solo nel 1995 che gli astronomi avvistarono i primi pianeti in orbita attorno a stelle simili al sole al di fuori del nostro sistema solare.

Nell'ultimo decennio, in particolare, il numero di pianeti noti per orbitare stelle lontane è cresciuto da meno di 100 a oltre 2.000, con altri 2.000 pianeti in attesa di conferma. La maggior parte di queste nuove scoperte sono dovute a un singolo sforzo: la missione Kepler della NASA.

Keplero è un veicolo spaziale che ospita un telescopio da 1 metro che illumina una fotocamera digitale da 95 megapixel delle dimensioni di un foglio di biscotti. Lo strumento ha rilevato minuscole variazioni nella luminosità di 150.000 stelle lontane, alla ricerca del segno rivelatore di un pianeta che blocca una porzione della luce stellare mentre transita attraverso la linea di vista del telescopio. È così sensibile che potrebbe rilevare una mosca che ronza intorno a un unico lampione a Chicago da un'orbita sopra la Terra. Può vedere le stelle vibrare e vibrare; può vedere stelle e razzi; e, in situazioni favorevoli, può vedere pianeti piccoli come la luna.

Le migliaia di scoperte di Keplero hanno rivoluzionato la nostra comprensione dei pianeti e dei sistemi planetari. Ora, tuttavia, il veicolo spaziale ha esaurito il carburante di idrazina ed è ufficialmente entrato in pensione. Fortunatamente per i cacciatori di pianeti, la missione TESS della NASA è stata lanciata ad aprile e subentrerà nella ricerca per i pianeti extrasolari.

La storia di Keplero

La missione Kepler è stata concepita nei primi anni '80 dallo scienziato della NASA Bill Borucki, con l'aiuto successivo di David Koch. All'epoca non c'erano pianeti noti al di fuori del sistema solare. Kepler è stato infine assemblato negli anni 2000 e lanciato nel marzo del 2009. Sono entrato nel Kepler Science Team nel 2008 (come un esordiente con gli occhi spalancati), alla fine co-presidente del gruppo che studiava i movimenti dei pianeti con Jack Lissauer.

Originariamente, la missione era programmata per durare tre anni e mezzo con possibili estensioni fino a quando il combustibile, la fotocamera o il veicolo spaziale sono durati. Con il passare del tempo, alcune parti della fotocamera hanno iniziato a fallire, ma la missione è continuata. Tuttavia, nel 2013, quando due dei suoi quattro giroscopi stabilizzatori (tecnicamente "ruote di reazione") si sono fermati, la missione originale di Keplero si è effettivamente conclusa.

Anche allora, con un po 'di ingegno, la NASA è stata in grado di utilizzare la luce riflessa del sole per guidare la navicella spaziale. La missione fu ribattezzata come K2 e continuò a trovare pianeti per un'altra metà del decennio. Ora, con l'indicatore del livello del carburante quasi vuoto, il business della caccia al pianeta si sta riducendo e la navicella verrà lasciata alla deriva nel sistema solare. Il catalogo finale dei candidati al pianeta della missione originale è stato completato alla fine dell'anno scorso e le ultime osservazioni del K2 si stanno concludendo.

Kepler's Science

Spremere la conoscenza che possiamo ricavare da questi dati continuerà negli anni a venire, ma ciò che abbiamo visto finora ha stupito gli scienziati di tutto il mondo.

Abbiamo visto alcuni pianeti che orbitano attorno alle loro stelle ospiti in poche ore e sono così caldi che la roccia superficiale si vaporizza e si trascina dietro il pianeta come una coda di cometa. Altri sistemi hanno pianeti così vicini che se si dovesse stare sulla superficie di uno, il secondo pianeta apparirebbe più grande di 10 lune piene. Un sistema è così pieno di pianeti che otto di loro sono più vicini alla loro stella di quanto la Terra sia al sole. Molti hanno pianeti, e talvolta pianeti multipli, che orbitano all'interno della zona abitabile della loro stella ospite, dove può esistere acqua liquida sulla loro superficie.

Come in ogni missione, il pacchetto Kepler è arrivato con compromessi. Aveva bisogno di fissare una singola parte del cielo, battendo le palpebre ogni 30 minuti, per quattro anni consecutivi. Per studiare abbastanza stelle per fare le sue misurazioni, le stelle dovevano essere piuttosto distanti - proprio come quando ti trovi nel mezzo di una foresta, ci sono più alberi più lontani da te che vicino a te. Le stelle lontane sono scure e i loro pianeti sono difficili da studiare. In effetti, una sfida per gli astronomi che vogliono studiare le proprietà dei pianeti di Keplero è che Kepler stesso è spesso lo strumento migliore da usare. I dati di alta qualità dai telescopi terrestri richiedono lunghe osservazioni sui più grandi telescopi - risorse preziose che limitano il numero di pianeti che possono essere osservati.

Ora sappiamo che ci sono almeno tanti pianeti nella galassia quante sono le stelle, e molti di questi pianeti sono molto diversi da quelli che abbiamo qui nel sistema solare. Imparare le caratteristiche e le personalità della grande varietà di pianeti richiede che gli astronomi indaghino su quelli che orbitano attorno a stelle più luminose e ravvicinate dove possono essere portati più strumenti e più telescopi.

Inserisci TESS

La missione satellite Suriting Exoplanet Survey della NASA, guidata da George Ricker del MIT, è alla ricerca di pianeti che utilizzano la stessa tecnica di rilevamento utilizzata da Kepler. L'orbita di TESS, invece di essere intorno al sole, ha una stretta relazione con la luna: TESS orbita attorno alla Terra due volte per ogni orbita lunare. Lo schema di osservazione di TESS, invece di fissare una singola parte del cielo, analizzerà quasi tutto il cielo con campi visivi sovrapposti (proprio come i petali di un fiore).

Dato ciò che abbiamo imparato da Keplero, gli astronomi si aspettano che TESS trovi migliaia di altri sistemi planetari. Osservando l'intero cielo, troveremo sistemi che orbitano stelle 10 volte più vicine e 100 volte più luminose di quelle trovate da Kepler - aprendo nuove possibilità per misurare le masse e le densità dei pianeti, studiando le loro atmosfere, caratterizzando le loro stelle ospiti e stabilendo il pieno natura dei sistemi in cui risiedono i pianeti. Questa informazione, a sua volta, ci dirà di più sulla storia del nostro pianeta, su come la vita potrebbe aver avuto inizio, su quali destini abbiamo evitato e su quali altri percorsi avremmo potuto seguire.

La ricerca per trovare il nostro posto nell'universo continua mentre Kepler termina la sua tappa del viaggio e TESS prende il testimone.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Jason Steffen. Leggi l'articolo originale qui.