Astronomía

¿Por qué la nave espacial TESS encuentra menos exoplanetas de lo esperado?

¿Por qué la nave espacial TESS encuentra menos exoplanetas de lo esperado?


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A juzgar por la página de Wikipedia, tuve la impresión de que TESS tiene un rendimiento inferior, y se espera que detecte alrededor de 20000 exoplanetas candidatos en su misión principal de dos años, pero con solo unas pocas semanas para el final, ahora está claro que no se acercará. a esa figura. Solo tengo curiosidad por saber por qué es así.

Del artículo de Astrobio.net de abril de 2018 The Astrobiology Magazine Guide to TESS:

“El número de planetas del tamaño de la Tierra y super-terrestres que TESS debería encontrar en el transcurso de su misión principal de dos años estará en el rango de 500 a 1,000 nuevos planetas, y en general el número de planetas que se establecerán es probable que supere los 20.000 en total”, Dice con entusiasmo George Ricker del MIT, quien es el investigador principal de TESS.

Eso es aproximadamente 10 veces mayor que el total actualizado al 20 de marzo de 2020, estando en el rango de 1700-1800 según el rastreador de estado de la NASA.


No estoy usando TESS para encontrar planetas, pero estoy razonablemente seguro de que la respuesta es que nadie ha examinado con detenimiento todos los datos todavía.

Los datos de TESS vienen en dos sabores. Hubo un subconjunto de aproximadamente 200.000 estrellas que se observaron con una cadencia de 2 minutos. Estos objetivos fueron elegidos para ser una combinación de enanas brillantes y pequeñas, fuertemente ponderadas hacia las enanas K y M cercanas, para optimizar las posibilidades de encontrar unos pocos miles de planetas pequeños. La gran mayoría de los descubrimientos de planetas reportados hasta ahora provendrán de esta lista.

https://tess.mit.edu/science/data/

Además, la mayor parte del cielo se cartografió repetidamente, de modo que hay "imágenes de fotograma completo" de parches tomadas cada 30 minutos durante al menos 27 días.

En principio, todas las estrellas del cielo están presentes en los datos de fotograma completo. En la práctica, solo las estrellas más brillantes que la magnitud 15 tienen datos razonables que podrían permitir la detección de planetas más grandes; los llamados Júpiter calientes.

Se espera que haya unos 20 millones de estrellas lo suficientemente brillantes como para facilitar la búsqueda de Júpiter calientes. La mayoría de ellas serán estrellas de tipo solar o más luminosas. Se sabe que la tasa de ocurrencia de tales objetos es acerca de 1%, lo que sugiere que 200.000 estrellas los tendrán. Pero entonces solo una fracción de acerca de El 10% de ellos pasa por delante de la estrella, que es de donde proviene la estimación de 20.000.

Extraer y analizar 20 millones de curvas de luz de las imágenes de fotograma completo no es una tarea sencilla y simplemente aún no se ha completado.

EDITAR:

El capítulo y el versículo sobre esto se pueden encontrar en Barclay et al. (2018). Estudian el número probable de planetas que TESS encontrará. Dividieron el estudio en tres muestras. La muestra de cadencia de 2 minutos de 200.000 estrellas, una lista de objetivos candidatos (CTL) de 3,2 millones, que generalmente son más débiles (pero aún con $ V <13 $) estrellas de secuencia principal de tipo solar y más frías, donde hay una buena posibilidad de encontrar planetas pequeños, luego una lista final de aproximadamente 20 millones de estrellas de secuencia principal con $ V <14,7 $ alrededor de los cuales se pueden encontrar exoplanetas gigantes; 16 millones de estos tienen $ T _ { rm eff}> 5500 $ K y solo 4 millones tienen $ T _ { rm eff} <5500 $ K.

Los rendimientos estimados de estas tres muestras son 1250 en la muestra de cadencia de 2 minutos; aproximadamente 4400 en la muestra CTL y del orden de 10,000 en la muestra de imagen de campo completo tenue. Básicamente de acuerdo con lo que escribí arriba.

Otro punto importante es que la gran muestra de imagen de campo completo de exolanets gigantes será muy contaminado por falsos positivos (es decir, no planetas). Por lo tanto, es comprensible que la mayor parte del esfuerzo hasta ahora se haya centrado en investigar y verificar la muestra más pequeña de planetas que se encuentran alrededor de estrellas más brillantes.


No solo para encontrar planetas: el telescopio TESS de cazadores de exoplanetas detecta una brillante explosión de rayos gamma

La NASA tiene una larga tradición de descubrimientos inesperados, y la misión TESS del programa espacial no es diferente. La astrofísica de SMU y su equipo han descubierto un estallido de rayos gamma particularmente brillante utilizando un telescopio de la NASA diseñado para encontrar exoplanetas, los que ocurren fuera de nuestro sistema solar, particularmente aquellos que podrían albergar vida.

Es la primera vez que se detecta un estallido de rayos gamma de esta manera.

Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más brillantes del universo, típicamente asociadas con el colapso de una estrella masiva y el nacimiento de un agujero negro. Pueden producir tanta energía radiactiva como liberará el sol durante toda su existencia de 10 mil millones de años.

Krista Lynne Smith, profesora asistente de física en la Universidad Metodista del Sur, y su equipo confirmaron que la explosión, llamada GRB 191016A, ocurrió el 16 de octubre y también determinaron su ubicación y duración. Se ha publicado un estudio sobre el descubrimiento en El diario astrofísico.

"Nuestros hallazgos demuestran que este telescopio TESS es útil no solo para encontrar nuevos planetas, sino también para la astrofísica de alta energía", dijo Smith, quien se especializa en el uso de satélites como TESS (Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito) para estudiar los agujeros negros supermasivos y el gas que los rodea. ellos. Dichos estudios arrojan luz sobre el comportamiento de la materia en el espacio-tiempo profundamente deformado alrededor de los agujeros negros y los procesos por los cuales los agujeros negros emiten chorros poderosos hacia sus galaxias anfitrionas.

Smith calculó que GRB 191016A tenía una magnitud máxima de 15,1, lo que significa que era 10.000 veces más débil que las estrellas más débiles que podemos ver a simple vista.

Eso puede sonar bastante tenue, pero el desmayo tiene que ver con la distancia a la que ocurrió el estallido. Se estima que la luz de la galaxia de GRB 191016A había viajado 11,7 mil millones de años antes de hacerse visible en el telescopio TESS.

La mayoría de los estallidos de rayos gamma son más tenues, más cerca de 160.000 veces más tenues que las estrellas más débiles.

La ráfaga alcanzó su brillo máximo en algún momento entre 1.000 y 2.600 segundos, luego se desvaneció gradualmente hasta que cayó por debajo de la capacidad de TESS para detectarla unos 7.000 segundos después de su primera explosión.

Este estallido de rayos gamma fue detectado por primera vez por un satélite de la NASA llamado Swift-BAT, que fue construido para encontrar estos estallidos. Pero debido a que GRB 191016A ocurrió demasiado cerca de la luna, Swift-BAT no pudo hacer el seguimiento necesario, normalmente tendría que aprender más sobre él hasta horas más tarde.

El TESS de la NASA estaba mirando esa misma parte del cielo. Eso fue pura suerte, ya que TESS centra su atención en una nueva franja del cielo cada mes.

Si bien los investigadores de exoplanetas en una base terrestre para TESS pudieron decir de inmediato que había ocurrido un estallido de rayos gamma, pasarían meses antes de que obtuvieran datos del satélite TESS sobre él. Pero dado que su enfoque estaba en nuevos planetas, estos investigadores preguntaron si otros científicos en una conferencia de TESS en Sydney, Australia, estaban interesados ​​en investigar más sobre la explosión.

Smith era uno de los pocos especialistas en astrofísica de alta energía allí en ese momento y rápidamente se ofreció como voluntario.

"El satélite TESS tiene mucho potencial para aplicaciones de alta energía, y este era un ejemplo demasiado bueno para dejarlo pasar", dijo. La astrofísica de alta energía estudia el comportamiento de la materia y la energía en entornos extremos, incluidas las regiones alrededor de los agujeros negros, poderosos chorros relativistas y explosiones como estallidos de rayos gamma.

TESS es un telescopio óptico que recoge curvas de luz en todo lo que se encuentra en su campo de visión, cada media hora. Las curvas de luz son un gráfico de la intensidad de la luz de un objeto o región celeste en función del tiempo. Smith analizó tres de estas curvas de luz para poder determinar qué tan brillante fue la explosión.

También utilizó datos de observatorios terrestres y del satélite de rayos gamma Swift para determinar la distancia de la explosión y otras cualidades al respecto.

"Debido a que la explosión alcanzó su brillo máximo más tarde y tuvo un brillo máximo que era más alto que la mayoría de las explosiones, permitió que el telescopio TESS hiciera múltiples observaciones antes de que la explosión se desvaneciera por debajo del límite de detección del telescopio", dijo Smith. "Hemos proporcionado el único seguimiento óptico basado en el espacio de esta explosión excepcional".


Hilo: ¿TESS está encontrando menos candidatos planetarios de lo esperado?

He estado observando de cerca la misión TESS como lo hice con la exitosa misión Kepler.

Antes del lanzamiento de TESS, recuerdo haber leído varios artículos y artículos publicados que modelaban el número esperado de candidatos a planetas que TESS debía encontrar (y la distribución de tamaño).

Los números estaban en el rango de 10,000 a 20,000 con docenas de planetas del tamaño de la Tierra y muchos cientos de menos de 2 veces el diámetro de la Tierra. Aquí hay un ejemplo de la NASA:

“Los astrónomos predicen que TESS descubrirá docenas de planetas del tamaño de la Tierra y hasta 500 planetas de menos del doble del tamaño de la Tierra. Además de los planetas del tamaño de la Tierra, se espera que TESS encuentre unos 20.000 exoplanetas en su misión principal de dos años. TESS encontrará más de 17.000 planetas más grandes que Neptuno ''.

Sin embargo, TESS ha completado su ejecución inicial completa de 2 años y, aunque los datos aún se están procesando con más candidatos para ser seleccionados a partir de los datos, el recuento es mucho más bajo, 2,174 al 1 de septiembre de 2020. Esto es solo alrededor de 11 % del número esperado.

¿Qué me estoy perdiendo? Tres posibilidades:

1) La mayor parte del análisis de datos no ha comenzado o quizás han retrasado significativamente la publicación de los resultados. (Incluso los datos del primer año, descargados hace más de un año, deberían haber producido cerca de 10,000 planetas)
2) ¿La expectativa de 20.000 exoplanetas es de posibles misiones extendidas con muchos más años de órbitas?
3) O, como me temo, simplemente no encontraron tantos como se esperaba en esta carrera inicial de 2 años. (Pero no veo ninguna discusión sobre las razones: problemas técnicos, atmósferas solares demasiado ruidosas o simplemente menos planetas de los que se esperaba originalmente).

¿Alguna idea de los seguidores de TESS?

Parte del problema podría ser obtener tiempo del procesador o lo que en los viejos tiempos se llamaría estudiantes de posgrado para revisar los datos. O por casualidad, TESS no estaba apuntando al área correcta en el momento adecuado para atrapar algo, o no hay nada allí.

Además, TESS estaba buscando candidatos para que otros investigadores los verificaran, PLATO de la ESA se lanzará en 2024 y también buscará exo-tierras.

Gracias por responder. Parece que hizo tres puntos que abordaré según mi mejor entendimiento:

1) Parte del problema podría ser obtener tiempo de procesador o lo que en los viejos tiempos se llamaría estudiantes de posgrado para revisar los datos

No conozco los detalles específicos del ancho de banda de procesamiento de datos de TESS, pero dudo que este sea el problema, ya que han estado planeando durante años para esta misión y el procesamiento de datos no fue un gran problema para limitar las publicaciones de resultados de Kepler cuando las computadoras eran de un orden de magnitud. Más lento. Además, estamos hablando de planetas candidatos, no planetas confirmados (TESS solo tiene 67 confirmados) y sé que aquí es donde comienza el trabajo real, pero los & quotcandidatos & quot pueden identificarse en gran medida sin seguimiento.

2) O por casualidad TESS no estaba apuntando al área correcta en el momento adecuado para atrapar algo, o no hay nada allí.

Si habla de una estrella o de un conjunto muy pequeño, esto es cierto, podría tener mala suerte con su muestreo estadísticamente hablando, pero TESS está mirando a 200,000 estrellas, por lo que la ley de los promedios se cumple aquí. Estadísticamente, es MUY improbable lanzar una moneda 200.000 veces y que el resultado esté muy sesgado de una forma u otra (es decir, estará cerca del 50% como se esperaba, no solo una fracción del valor esperado como con los datos de TESS)


3) Además, TESS estaba buscando candidatos para que otros investigadores los verificaran, PLATO de la ESA se lanzará en 2024 y también buscará exo-tierras.

Sí, y solo estoy hablando de candidatos, el número esperado era de alrededor de 10,000 (creo que hubo rangos de estimaciones desde tan solo alrededor de 5,000 hasta más de 20,000 con la NASA citando 20,000). Estoy de acuerdo en que habrá años de seguimiento para confirmar, pero no estaba hablando de planetas confirmados, solo de los candidatos iniciales.


La nave espacial TESS de la NASA está encontrando cientos de exoplanetas, y está preparada para encontrar miles más

La impresión de este artista muestra una vista del planeta Proxima b orbitando la estrella enana roja Proxima Centauri, la estrella más cercana al sistema solar. Crédito: NASA / ESO / M. Kornmesser

A solo 50 años luz de la Tierra, hay alrededor de 1.560 estrellas, probablemente en órbita alrededor de varios miles de planetas. Aproximadamente mil de estos planetas extrasolares, conocidos como exoplanetas, pueden ser rocosos y tener una composición similar a la de la Tierra. Algunos incluso pueden albergar vida. Más del 99% de estos mundos alienígenas permanecen sin descubrir, pero esto está a punto de cambiar.

Con el nuevo telescopio espacial de cazadores de exoplanetas de la NASA TESS, la búsqueda de todo el cielo está activada para planetas posiblemente habitables cerca de nuestro sistema solar. TESS, que orbita la Tierra cada 13,7 días, y los telescopios terrestres están preparados para encontrar cientos de planetas en los próximos años. Esto podría transformar la comprensión de los astrónomos de los mundos extraterrestres que nos rodean y proporcionar objetivos para escanear con telescopios de próxima generación en busca de firmas de vida. En poco más de un año, TESS ha identificado más de 1.200 candidatos planetarios, 29 de los cuales los astrónomos ya han confirmado como planetas. Dada la capacidad única de TESS para buscar simultáneamente decenas de miles de estrellas en busca de planetas, se espera que la misión produzca más de 10,000 mundos nuevos.

Estos son tiempos emocionantes para los astrónomos y, especialmente, para aquellos de nosotros que exploramos exoplanetas. Somos miembros del Proyecto EDEN de búsqueda de planetas, que también apoya el trabajo de TESS. Usamos telescopios en el suelo y en el espacio para encontrar exoplanetas y comprender sus propiedades y su potencial para albergar vida.

Mundos desconocidos a nuestro alrededor

Los mundos que nos rodean esperan ser descubiertos. Tomemos, por ejemplo, Proxima Centauri, una estrella roja tenue y sin pretensiones, invisible sin un telescopio. Es una de más de cien mil millones de estrellas de este tipo dentro de nuestra galaxia, sin importancia, excepto por su condición de vecino de al lado. Orbitando Proxima es un mundo fascinante pero misterioso, llamado Proxmia b, descubierto solo en 2016.

Los científicos saben sorprendentemente poco sobre Proxima b. Los astrónomos nombran el primer planeta descubierto en un sistema "b". Este planeta nunca ha sido visto con ojos humanos o con un telescopio. Pero sabemos que existe debido a su atracción gravitacional sobre su estrella anfitriona, lo que hace que la estrella se tambalee ligeramente. Este ligero bamboleo se encontró en mediciones recopiladas por un gran grupo internacional de astrónomos a partir de datos tomados con múltiples telescopios terrestres. Es muy probable que Proxima b tenga una composición rocosa similar a la de la Tierra, pero de mayor masa. Recibe aproximadamente la misma cantidad de calor que la Tierra recibe del Sol.

Y eso es lo que hace que este planeta sea tan emocionante: se encuentra en la zona "habitable" y podría tener propiedades similares a las de la Tierra, como una superficie, agua líquida y, ¿quién sabe? la vida.

La misión TESS de la NASA se lanzó en abril de 2018 para buscar otros planetas del tamaño de la Tierra, pero con un método diferente. TESS está buscando eventos raros de atenuación que ocurren cuando los planetas pasan frente a sus estrellas anfitrionas, bloqueando algo de luz estelar. Estos eventos de tránsito indican no solo la presencia de los planetas, sino también sus tamaños y órbitas.

Encontrar un nuevo exoplaneta en tránsito es un gran problema para los astrónomos como nosotros porque, a diferencia de los que se encuentran a través de oscilaciones estelares, los mundos que se ven en tránsito se pueden estudiar más a fondo para determinar sus densidades y composiciones atmosféricas.

Para nosotros, los exoplanetas más emocionantes son los más pequeños, que TESS puede detectar cuando orbitan pequeñas estrellas llamadas enanas rojas, estrellas con masas inferiores a la mitad de la masa de nuestro Sol.

Cada uno de estos sistemas es único. Por ejemplo, LP 791-18 es una estrella enana roja a 86 años luz de la Tierra alrededor de la cual TESS encontró dos mundos. El primero es una "super-Tierra", un planeta más grande que la Tierra pero probablemente todavía mayormente rocoso, y el segundo es un "mini-Neptuno", un planeta más pequeño que Neptuno pero rico en gas y hielo. Ninguno de estos planetas tiene contrapartes en nuestro sistema solar.

Entre los favoritos actuales de los astrónomos de los nuevos planetas del tamaño de la Tierra se encuentra LHS 3884b, una "Tierra caliente" abrasadora que orbita su sol tan rápidamente que en ella se podría celebrar su cumpleaños cada 11 horas.

Todavía no hay mundos similares a la Tierra

Pero, ¿cuán parecidos a la Tierra son los planetas del tamaño de la Tierra? La promesa de encontrar mundos cercanos para estudios detallados ya está dando sus frutos. Un equipo de astrónomos observó la super-Tierra caliente LHS 3884b con el Telescopio Espacial Hubble y descubrió que el planeta era un lugar de vacaciones horrible, sin siquiera atmósfera. Es solo una roca desnuda con temperaturas que van desde más de 700 C (1300 Fahrenheit) al mediodía hasta casi el cero absoluto (-460 Fahrenheit) a la medianoche.

La misión TESS se financió inicialmente durante dos años. Pero la nave espacial está en excelente forma y la NASA extendió recientemente la misión hasta 2022, duplicando el tiempo que TESS tendrá para escanear estrellas brillantes cercanas en busca de tránsitos.

Sin embargo, encontrar exoplanetas alrededor de las estrellas más frías, aquellas con temperaturas inferiores a unos 2700 C (4900 F), seguirá siendo un desafío debido a su extrema debilidad. Dado que las enanas ultrafrías brindan nuestra mejor oportunidad para encontrar y estudiar exoplanetas con tamaños y temperaturas similares a las de la Tierra, otras búsquedas de planetas enfocadas están retomando donde TESS lo deja.

Los mundos que TESS no puede encontrar

En mayo de 2016, un grupo liderado por Bélgica anunció el descubrimiento de un sistema planetario alrededor de la enana ultrafría que bautizaron como TRAPPIST-1. El descubrimiento de los siete exoplanetas del tamaño de la Tierra en tránsito en el sistema TRAPPIST-1 fue revolucionario.

También demostró cómo los pequeños telescopios, en relación con los poderosos gigantes de nuestra época, aún pueden hacer descubrimientos transformadores. Con paciencia y persistencia, el telescopio TRAPPIST escaneó estrellas enanas rojas débiles cercanas desde su posición de alta montaña en el desierto de Atacama en busca de pequeñas y reveladoras caídas en sus brillos. Finalmente, detectó tránsitos en los datos de la enana roja TRAPPIST-1, que, aunque está a solo 41 años luz de distancia, es demasiado débil para las cuatro lentes de 10 cm (4 pulgadas) de diámetro de TESS. Sus mundos del tamaño de la Tierra habrían permanecido sin descubrir si el telescopio más grande del equipo TRAPPIST no los hubiera encontrado.

Dos proyectos han mejorado el juego en la búsqueda de candidatos exo-terrestres alrededor de enanas rojas cercanas. El equipo de SPECULOOS instaló cuatro telescopios robóticos, también en el desierto de Atacama, y ​​uno en el hemisferio norte. Nuestra Red de Exploración y Descubrimiento de Exoearth - Proyecto EDEN - utiliza nueve telescopios en Arizona, Italia, España y Taiwán para observar estrellas enanas rojas continuamente.

Los telescopios SPECULOOS y EDEN son mucho más grandes que las pequeñas lentes de TESS y pueden encontrar planetas alrededor de estrellas demasiado débiles para que TESS los estudie, incluidos algunos de los planetas del tamaño de la Tierra en tránsito más cercanos a nosotros.

La década de los nuevos mundos

Es probable que la próxima década sea recordada como el momento en que abrimos nuestros ojos a la increíble diversidad de otros mundos. Es probable que TESS encuentre entre 10.000 y 15.000 candidatos a exoplanetas para 2025. Para 2030, se espera que las misiones GAIA y PLATO de la Agencia Espacial Europea encuentren otros 20.000-35.000 planetas. GAIA buscará oscilaciones estelares introducidas por planetas, mientras que PLATO buscará tránsitos planetarios como lo hace TESS.

Sin embargo, incluso entre los miles de planetas que pronto se encontrarán, los exoplanetas más cercanos a nuestro sistema solar seguirán siendo especiales. Muchos de estos mundos se pueden estudiar con gran detalle, incluida la búsqueda de signos de vida. Los descubrimientos de los mundos más cercanos también representan pasos importantes en el progreso de la humanidad en la exploración del universo en el que vivimos. Después de mapear nuestro propio planeta y luego el sistema solar, ahora pasamos a los sistemas planetarios cercanos. Quizás algún día Proxima b u otro mundo cercano que los astrónomos aún no hayan encontrado será el objetivo de las sondas interestelares, como el Proyecto Starshot, o incluso de naves espaciales tripuladas. Pero primero tenemos que poner estos mundos en el mapa.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.


TESS, la Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito es una misión de la NASA dirigida por el MIT para pasar dos años descubriendo exoplanetas en tránsito por una encuesta de todo el cielo. La ciencia TESS Office está a cargo del MIT y del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica.

TESS monitoreará más de 200,000 estrellas en busca de caídas temporales de brillo causadas por tránsitos planetarios. Esta primera encuesta de tránsito espacial por todo el cielo identificará planetas de todos los tamaños.

Los productos de publicación de datos incluyen: imágenes de fotograma completo sin procesar, imágenes de fotograma completo calibradas, píxeles de destino, curvas de luz, campos planos, función de respuesta de píxeles y listas de objetos de interés de TESS (TOI).

El programa de seguimiento de TESS (TFOP) tiene como objetivo completar el requisito de nivel 1 de la misión TESS de entregar 50 pequeños planetas en tránsito con masas medidas a la comunidad.

Mirando hacia un cielo nocturno oscuro podemos ver hasta miles de estrellas. Cada estrella es un sol y si nuestro sol tiene planetas, tiene sentido que las otras estrellas también tengan planetas, y los tienen. Ahora pensamos que cada estrella tiene un sistema planetario, lo que significa que nuestra Vía Láctea está repleta de exoplanetas. Los astrónomos están dirigiendo su atención a las estrellas más cercanas, aquellas que son lo suficientemente brillantes con suficientes fotones para que podamos estudiar más a fondo los planetas. Las estrellas más cercanas están esparcidas por todo el cielo, lo que motivó un estudio de todo el cielo.
TESS es una misión de la NASA dirigida por el MIT, un estudio de todo el cielo para exoplanetas en tránsito. Los planetas en tránsito son aquellos que van frente a la estrella como se ve desde el telescopio y, hasta la fecha, es la técnica de descubrimiento más exitosa para encontrar pequeños exoplanetas.
Lanzamiento

TESS se lanzó el 18 de abril de 2018 a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 desde Cabo Cañaveral.

Escalas de tiempo

TESS cubrirá el cielo con 26 segmentos, observando el hemisferio sur en el primer año de operación de la misión y el hemisferio norte en el segundo año. TESS tiene una órbita cislunar única de 13,7 días, altamente elíptica, alrededor de la Tierra. Con un período de observación de 27,4 días por segmento, el satélite es más sensible a los exoplanetas con períodos de menos de 13 días (de modo que se utilizan al menos dos tránsitos para el descubrimiento).

Las regiones circulares donde los segmentos se superponen en los polos de la eclíptica tienen un período de observación de poco más de 100 días, lo que permite descubrir planetas de períodos más largos. Estas regiones se conocen como zonas de visualización continua (CVZ).

Cámaras

TESS tiene cuatro cámaras idénticas.

  • Cada uno tiene un campo de visión de 24 y # 21524 grados
  • Están alineados para cubrir franjas de cielo de 24 & # 21590 grados llamadas "sectores".
  • Cada cámara tiene cuatro CCD de 2k x 2k con una escala de píxeles de 21 segundos de arco por píxel.
  • Los detectores son sensibles desde 600-1000nm (azul al infrarrojo cercano).

TESS apunta a una precisión fotométrica de 50 ppm en estrellas con magnitud TESS 9-15, aunque también se pueden monitorear estrellas más brillantes.

Imagenes

En cada sector, la nave espacial TESS transmitirá alrededor de 200.000 sellos postales de cadencia de dos minutos, así como imágenes de fotograma completo almacenadas a bordo con una cadencia de 30 minutos.

El equipo ha preparado el TESS Input Catalog (TIC) de más de mil millones de objetos, con un subconjunto especial Candidate Target List (CTL) de 200,000 objetos para las observaciones de cadencia de dos minutos.

Descubrimientos

TESS anticipa el descubrimiento de miles de exoplanetas de todos los tamaños alrededor de una variedad de tipos de estrellas. Se ha comprometido a entregar a la comunidad 50 planetas de tamaño inferior a 4 radios terrestres con masas medidas. Un esfuerzo internacional bajo el Programa de Operaciones de Seguimiento de TESS (TFOP) está comprometido con las observaciones para destilar los candidatos a planetas TESS hasta la lista de 50 con masas medidas, utilizando los mejores telescopios terrestres del mundo.


Conclusión

El artículo de hoy será útil para planificar estrategias de seguimiento y para identificar el número potencial de planetas que se encuentran en los datos de cadencia de 2 minutos de TESS y las imágenes de fotograma completo. Este es el primer artículo que predice planetas basándose en las estrellas con más probabilidades de ser observadas en la Lista de objetivos candidatos en lugar de en poblaciones de estrellas simuladas. Donde los autores también consideraron las estrellas más calientes, débiles, gigantes o más pobladas que TESS observaría (excluidas de la lista de objetivos candidatos), las estimaciones del número de planetas aumentaron a 16.000. Sin embargo, la mayor intensidad del trabajo de seguimiento y las tasas mucho más altas de falsos positivos significan que es probable que se confirmen pocos de estos.

El artículo de hoy muestra que TESS debería aumentar considerablemente el número de pequeños planetas cercanos conocidos que deberíamos poder investigar más a fondo. ¡Ahora solo tenemos que encontrarlos!


La nave espacial TESS de la NASA y # x27s descubre su exoplaneta más pequeño hasta la fecha

NASA & # x27s Goddard Space Flight Center

La nave espacial TESS de la NASA continúa encontrando planetas cada vez más pequeños, y eso ahora incluye planetas más pequeños que el mundo natal de los humanos. La nave ha encontrado un planeta en el sistema L 98-59, L 98-59b, que es un 80 por ciento del tamaño de la Tierra y un 10 por ciento más pequeño que el hallazgo más pequeño anterior de TESS. Desafortunadamente, no estarás planeando unas vacaciones en el corto plazo. El sistema está a 34,6 años luz de distancia, y todos los planetas descubiertos hasta ahora (hay planetas 59c y 59d más grandes) se encuentran en la "zona de Venus", donde un efecto de gases de efecto invernadero descontrolado podría volverlos inhabitables.

TESS detectó los planetas usando tránsitos (caídas regulares en el brillo de la estrella causadas por el paso de los planetas). Es posible que obtenga más información pronto, al menos. TESS completa su primer año de estudios en julio, y eso podría ser suficiente para recopilar más detalles sobre los planetas conocidos y posiblemente detectar más.

Este no es un récord para la NASA en su conjunto. Kepler-37b, por ejemplo, es apenas más grande que la Luna. Sin embargo, esto muestra que TESS puede detectar una amplia gama de exoplanetas y genera esperanzas de que detecte mundos rocosos que justifiquen un estudio más detenido con el telescopio espacial James Webb. Tampoco se trata solo de la búsqueda de vida extrasolar. Los datos podrían ayudar a explicar por qué los planetas se vuelven habitables o se convierten en infiernos similares a Venus.


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Pero un planeta que orbita tan cerca de una enana roja está sujeto a duras condiciones. Las enanas rojas jóvenes son muy activas, lanzando enormes llamaradas y erupciones de plasma. La estrella también emite un fuerte viento de partículas cargadas. Todos estos efectos podrían potencialmente arrastrar la atmósfera de un planeta y rsquos, dejando atrás una roca desnuda.

"La pérdida atmosférica es la principal amenaza existencial para la habitabilidad de los planetas", dijo Bean.

Otra característica clave de los exoplanetas que orbitan cerca de las enanas rojas es fundamental para la nueva técnica: se espera que estén bloqueados por mareas, lo que significa que tienen un lado diurno y un lado nocturno permanentes. Como resultado, vemos diferentes fases del planeta en diferentes puntos de su órbita. Cuando cruza la cara de la estrella, solo vemos el lado nocturno del planeta y rsquos. Pero cuando está a punto de cruzar detrás de la estrella (un evento conocido como eclipse secundario), o simplemente está emergiendo de detrás de la estrella, podemos observar el lado diurno.

Si un exoplaneta rocoso carece de atmósfera, su lado diurno sería muy caliente, tal como vemos con la Luna o Mercurio. Sin embargo, si un exoplaneta rocoso tiene atmósfera, se espera que la presencia de esa atmósfera reduzca la temperatura del lado del día que mediría Webb. Podría hacer esto de dos formas. Una atmósfera espesa podría transportar el calor del lado del día al lado de la noche a través de los vientos. Una atmósfera más delgada aún podría albergar nubes, que reflejan una parte de la luz de las estrellas entrantes, lo que reduce la temperatura del lado diurno del planeta.

& ldquoCada ​​vez que agrega una atmósfera, debe bajar la temperatura del lado diurno. Entonces, si vemos algo más fresco que la roca desnuda, inferiríamos que es probable que sea un signo de una atmósfera, explicó Daniel Koll del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), el autor principal de dos de los artículos.

Webb es ideal para realizar estas mediciones porque tiene un espejo mucho más grande que otros telescopios como los telescopios espaciales Hubble o Spitzer de la NASA, lo que le permite recolectar más luz y puede apuntar a las longitudes de onda infrarrojas adecuadas.

Los cálculos del equipo y rsquos muestran que Webb debería poder detectar la firma de calor de la atmósfera de un planeta en uno o dos eclipses secundarios y solo unas pocas horas de tiempo de observación. Por el contrario, la detección de una atmósfera mediante observaciones espectroscópicas normalmente requeriría ocho o más tránsitos para estos mismos planetas.

La espectroscopia de transmisión, que estudia la luz de las estrellas filtrada a través de la atmósfera del planeta y los rsquos, también sufre interferencias debidas a nubes o neblinas, que pueden enmascarar las firmas moleculares de la atmósfera. En ese caso, el gráfico espectral, en lugar de mostrar líneas de absorción pronunciadas debido a las moléculas, sería esencialmente plano.

& ldquoEn espectroscopia de transmisión, si obtiene una línea plana, no le dice nada. La línea plana podría significar que el universo está lleno de planetas muertos que no tienen atmósfera, o que el universo está lleno de planetas que tienen una amplia gama de atmósferas diversas e interesantes, pero todos nos parecen iguales porque están nublados, y rdquo dijo Eliza Kempton de la Universidad de Maryland, coautora de tres de los artículos.

& ldquoLas atmósferas de los exoplanetas sin nubes y neblinas son como unicornios & ndash, simplemente no las hemos visto todavía, y es posible que no existan en absoluto & rdquo, agregó.

El equipo enfatizó que una temperatura diurna más fría de lo esperado sería una pista importante, pero no confirmaría absolutamente la existencia de una atmósfera. Cualquier duda restante sobre la presencia de una atmósfera se puede descartar con estudios de seguimiento utilizando otros métodos como la espectroscopia de transmisión.

La nueva técnica y la verdadera fuerza de rsquos será determinar qué fracción de exoplanetas rocosos probablemente tengan atmósfera. Aproximadamente una docena de exoplanetas que son buenos candidatos para este método fueron detectados durante el año pasado. Es probable que se encuentren más para cuando Webb esté operativo.

"El satélite de exploración de exoplanetas en tránsito, o TESS, está encontrando montones de estos planetas", afirmó Kempton.

El método del eclipse secundario tiene una limitación clave: funciona mejor en planetas que son demasiado calientes para ubicarse en la zona habitable. Sin embargo, determinar si estos planetas calientes albergan atmósferas tiene implicaciones importantes para los planetas de zonas habitables.

"Si los planetas calientes pueden mantener una atmósfera, los más fríos deberían poder hacerlo al menos también", dijo Koll.

The James Webb Space Telescope will be the world's premier space science observatory when it launches in 2021. Webb will solve mysteries in our solar system, look beyond to distant worlds around other stars, and probe the mysterious structures and origins of our universe and our place in it. Webb is an international project led by NASA with its partners, ESA (European Space Agency) and the Canadian Space Agency.


TOI 451 Shows Off Three New Exoplanets Caught in a River of Stars

Roughly 400 light years from Earth, a young star named TOI 451 travels within a river of stars. An international team of astronomers have now found three previously unknown exoplanets orbiting that star.

The Pisces-Eridanus stream of stars was only recently discovered — at the end of 2018 — despite stretching across one-third of the sky. Stars within this stream average only around three percent of the age of our own solar system.

“This system checks a lot of boxes for astronomers. It’s only 120 million years old and just 400 light-years away, allowing detailed observations of this young planetary system. And because there are three planets between two and four times Earth’s size, they make especially promising targets for testing theories about how planetary atmospheres evolve,” explains Dr. Elisabeth Newton of Dartmouth College.

Join us on Astronomy News with The Cosmic Companion on March 2, when we talk with Dr. Elisabeth Newton about this discovery!

My Three Planets

This trio of exoplanets were first spotted in data collected from the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) space telescope, launched in 2018. This telescope, designed to study the entire sky, locates exoplanets as they transit, or pass “in front of” their star, as seen from Earth.

Through 2019 and 2020, the sights of the infrared Spitzer Space Telescope were set toward the TOI 451 system, conducting follow-up studies of these alien worlds. Spitzer was powered down at the start of 2020, forever ending its mission exploring the skies in infrared wavelengths.

Additional archival data was obtained from observations of the star taken from 2009 to 2011 by NASA’s Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) satellite.

The innermost of these newly-discovered planets is slightly less than twice the diameter of the Earth, and revolves around TOI 451 once every 46 hours. The middle world is more than three times as large as the Earth, and its year lasts a little over nine days. The outermost of these newly-discovered exoplanets, just over four times the size of our home world, circles TOI-451 once every 16 days.

These exoplanets orbit much closer to their star than the planets of our solar system keep from the Sun. The outermost of these world huddles its parent star at just one-third of the distance between Mercury and the Sun.

This close proximity to the nuclear furnace of TOI 451 results in scorching temperatures on these alien worlds. The innermost world, TOI 451 b, is thought to have surface temperatures around 1.200 C (2,200 F). At the outskirts of this system, TOI 451 d sports surface temperatures around 450 C (840 F).

While smaller planets would quickly lose their atmosphere to pressure from the star, the significant mass of these worlds is likely to hold onto atmospheres, researchers speculate.

Dr. Elisabeth Newton of Dartmouth College joins us on Astronomy News with The Cosmic Companion on March 2, talking about this finding. Image credit: Eli Burakian/Dartmouth College

You’re a Star!

“The sun and its retinue of planets drift as a group through the vast gulfs of space that separate the stars.” — Barney Oliver

The star TOI 451 is thought to have a pair of stellar companions, orbiting far beyond the orbits of the newly-discovered planets.

“The sun in this planetary system is very similar to our own sun, but much younger. By studying these planets in the context of others, we can piece together the picture of how planets form and develop,” Newton states.

Stellar streams like the one housing TOI 451 form as clusters of stars or small dwarf galaxies are torn apart by gravitational forces, stretching out the members of the group like a peloton of stars, continuing to race along their original trajectory. Eventually, these streams disperse, spreading their stars around space.

The Pisces-Eridanus stream currently stretches 1,300 light years in length. From Earth, it appears to stretch across 14 constellations. This stellar river is also older than astronomers originally believed, this new study reveals.

Dwarf Stars in the Stream… That is What We Are…

The Pisces-Eridanus stream of stars seen from Earth, spreading over 14 constellations in the night sky. Image credit: NASA/GSFC

In 2019, a team of researchers led by Jason Curtis at Columbia University examined dozens of members of the stream seen by TESS.

Younger stars tend to rotate more quickly, and show darker sunspots than older counterparts. Astronomers are able to see these dark paths as they rotate around their star, revealing the rotational rates of these stellar bodies.

This study showed that the stars — and thus the stream itself — is only about 120 million years old — just 12.5 percent of the age previously calculated. This significantly-younger estimate was also in line with measurements of lithium and excess ultraviolet light from the stars.

While the first planet in a solar system like our own was only discovered in 1995, astronomers currently know of 4,400 planets orbiting other stars. Still, the TOI 451 system is just the eighth young planetary system found where planets can be seen transiting in from of their star.

Newton and her team also found evidence of a possible disk of debris in the TOI 451 system. This loose rocky ring likely orbits at about the distance Jupiter keeps from the Sun. Researchers believe it to be similar to the asteroid belt in our solar system, but dustier and more disperse.




Exploring another intriguing system of exoplanets, TRAPPIST-1, with Professor Eric Agol of the University of Washington. Video credit: The Cosmic Companion

Following the launch of the James Webb Space Telescope, astronomers will be able to study the atmospheres of exoplanets in far-greater detail than is possible today, even using the Hubble Space Telescope.

“The planets offer excellent prospects for transmission spectroscopy with the Hubble Space Telescope and the James Webb Space Telescope, providing the opportunity to study planetary atmospheres that may still be in the process of evolving,” researchers describe in The Astronomical Journal.

Astronomy is now entering an exciting new era, as we learn the details of worlds in distant star systems for the first time.

James Maynard

James Maynard is the founder and publisher of The Cosmic Companion. He is a New England native turned desert rat in Tucson, where he lives with his lovely wife, Nicole, and Max the Cat.

OSIRIS-REx and Bennu - A Love Story

Orion, Mars, and the Pleiades Huddle Together in Sky

Why Did Betelgeuse Dim? – Andrea Dupree, Center for Astrophysics – Astronomy News with the Cosmic Companion August 25, 2020

Upcoming Guests

June 29 (s4/e26): Alyssa Mills, Graduate intern at JPL, talks about the largest moon in the Solar System, Ganymede.

July 6 (s5/e1): SEASON FIVE PREMERE! New York Times bestselling author Earl Swift, author of Across the Airless Wilds, the first major history of NASA’s lunar buggy.

July 13 (s5/e2):

Stella Kafka, CEO of The American Association of Variable Star Observers, talking about Betelgeuse.

July 20 (s5/e3):

Geoff Notkin, host of Meteorite Men on the Science Channel and president of the National Space Society, talks meteorites.

July 27 (s5/e4):

CHIME member Kaitlyn Shin, MIT grad student, explains fast radio bursts (FRBs)

August 3 (s5/e5):

Teaching science to children with Stephanie Ryan, author of “Let’s Learn Chemistry.”

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Appreciation

“Nobody doesn’t love astronomy out there, and you’re in the middle of that, so keep that going.” – Neil deGrasse Tyson

“The show is a great way to keep up with new discoveries in space sciences. One gets to directly hear from scientists in an easy to understand language.”- Dr. Dimitra Atri, NYU Abu Dhabi

“Your site is great, and I think your videos are wonderful.” – Dr. Jack Hughes, Rutgers University