TESS afrunder sine første planeter, fanger fjerntliggende supernovaer

NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) har fundet tre bekræftede exoplaneter, eller verdener hinsides vores solsystem, i de første tre måneders observationer.

Missionens følsomme kameraer fangede også 100 kortvarige ændringer - de fleste af dem sandsynligvis stjerneudbrud - i samme region på himlen. De omfatter seks supernovaeksplosioner, hvis lysende lys blev optaget af TESS, selv før udbruddene blev opdaget af jordbaserede teleskoper.

De nye opdagelser viser, at TESS leverer sit mål om at opdage planeter omkring nærliggende klare stjerner. Brug af jordbaserede teleskoper, astronomer udfører nu opfølgende observationer af mere end 280 TESS exoplanetkandidater.

Den første bekræftede opdagelse er en verden kaldet Pi Mensae c omkring to gange Jordens størrelse. Hver sjette dag, den nye planet kredser om stjernen Pi Mensae, placeret omkring 60 lysår væk og synlig for det blotte øje i det sydlige stjernebillede Mensa. Den klare stjerne Pi Mensae ligner Solen i masse og størrelse.

"Denne stjerne var allerede kendt for at være vært for en planet, kaldet Pi Mensae b, som er omkring 10 gange massen af ​​Jupiter og følger en lang og meget excentrisk bane, " sagde Chelsea Huang, en Juan Carlos Torres Fellow ved Massachusetts Institute of Technologys (MIT) Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI) i Cambridge. "I modsætning, den nye planet, kaldet Pi Mensae c, har en cirkulær bane tæt på stjernen, og disse orbitale forskelle vil vise sig at være nøglen til at forstå, hvordan dette usædvanlige system blev dannet."

Næste er LHS 3884b, en klippeplanet omkring 1,3 gange Jordens størrelse beliggende omkring 49 lysår væk i stjernebilledet Indus, hvilket gør den til blandt de nærmeste transiterende exoplaneter kendt. Stjernen er en cool dværgstjerne af M-typen, der er cirka en femtedel af vores sols størrelse. At gennemføre en bane hver 11. time, planeten ligger så tæt på sin stjerne, at noget af dens stenede overflade på dagsiden kan danne pøler af smeltet lava.

Den tredje – og muligvis fjerde – planeter kredser om HD 21749, en stjerne af K-typen med cirka 80 procent af Solens masse og placeret 53 lysår væk i det sydlige stjernebillede reticulum.

Den bekræftede planet, HD 21749b, er omkring tre gange Jordens størrelse og 23 gange dens masse, kredser hver 36. dag, og har en overfladetemperatur omkring 300 grader Fahrenheit (150 grader Celsius). "Denne planet har en større tæthed end Neptun, men det er ikke stenet. Det kan være en vandplanet eller have en anden form for betydelig atmosfære, " forklarede Diana Dragomir, en Hubble Fellow ved MKI og hovedforfatter til et papir, der beskriver fundet. Det er den længste transitplanet inden for 100 lysår fra solsystemet, og den har den koldeste overfladetemperatur af en transiterende exoplanet omkring en stjerne, der er lysere end 10. størrelsesorden, eller omkring 25 gange svagere end grænsen for menneskeligt syn uden hjælp.

Hvad der er endnu mere spændende er hints om, at systemet har en anden kandidatplanet på størrelse med Jorden, der kredser om stjernen hver ottende dag. Hvis bekræftet, det kunne være den mindste TESS-planet til dato.

TESS's fire kameraer, designet og bygget af MKI og MIT's Lincoln Laboratory i Lexington, Massachusetts, bruge næsten en måned på at overvåge hver observerende sektor, et enkelt skår af himlen, der måler 24 gange 96 grader. Det primære mål er at lede efter exoplanetpassager, som opstår, når en planet passerer foran sin værtsstjerne set fra TESS's perspektiv. Dette forårsager et regelmæssigt fald i den målte lysstyrke af stjernen, der signalerer en planets tilstedeværelse.

I sin primære to-årige mission, TESS vil observere næsten hele himlen, leverer et rigt katalog over verdener omkring nærliggende stjerner. Deres nærhed til Jorden vil muliggøre detaljeret karakterisering af planeterne gennem opfølgende observationer fra rum- og jordbaserede teleskoper.

Men i sit månedlange blik ind i hver sektor, TESS registrerer mange yderligere fænomener, inklusive kometer, asteroider, flare stjerner, formørkende binære filer, hvide dværgstjerner og supernovaer, resulterer i en astronomisk skatkammer.

Alene i den første TESS-sektor, observeret mellem 25. juli og 22. august, 2018, missionen fangede snesevis af kortlivede, eller forbigående, begivenheder, herunder billeder af seks supernovaer i fjerne galakser, der senere blev set af jordbaserede teleskoper.

"Noget af de mest interessante videnskaber finder sted i de tidlige dage af en supernova, hvilket har været meget svært at observere før TESS, " sagde Michael Fausnaugh, en TESS-forsker ved MKI. "NASA's Kepler-rumteleskop fangede fem af disse begivenheder, da de lysnede op i løbet af de første fire driftsår. TESS fandt lige så mange i den første måned."

Disse tidlige observationer har nøglen til at forstå en klasse af supernovaer, der tjener som en vigtig målestok for kosmologiske undersøgelser. Type Ia supernovaer dannes gennem to kanaler. Den ene involverer sammensmeltningen af ​​to kredsende hvide dværge, kompakte rester af stjerner som Solen. Den anden opstår i systemer, hvor en hvid dværg trækker gas fra en normal stjerne, får gradvist masse, indtil den bliver ustabil og eksploderer. Astronomer ved ikke, hvilket scenarie der er mest almindeligt, men TESS kunne opdage ændringer af det tidlige lys fra eksplosionen forårsaget af tilstedeværelsen af ​​en stjerneledsager.

Alle videnskabelige data fra de første to TESS-observationssektorer blev for nylig frigivet til det videnskabelige samfund gennem Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) ved Space Telescope Science Institute i Baltimore.

Mere end en million TESS-billeder blev downloadet fra MAST i løbet af de første par dage, " sagde Thomas Barclay, en TESS-forsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og University of Maryland, Baltimore County. "Det astronomiske samfunds reaktion på den tidlige datafrigivelse viste os, at verden er klar til at springe ind og føje til missionens videnskabelige gavmildhed.

George Ricker, missionens hovedefterforsker ved MKI, sagde, at TESS's kameraer og rumfartøjer præsterede fremragende. "Vi er kun halvvejs i TESS's første driftsår, og datasluserne er lige begyndt at åbne sig, " sagde han. "Når det fulde sæt af observationer af mere end 300 millioner stjerner og galakser indsamlet i den to-årige primære mission bliver gransket af astronomer verden over, TESS kan meget vel have opdaget så mange som 10, 000 planeter, ud over hundredvis af supernovaer og andre eksplosive stjerne- og ekstragalaktiske transienter."