Die TESS-Mission der NASA schloss das erste Jahr ihrer Erhebung ab und wendete sich dem nördlichen Himmel zu

Der Transit Exoplanet Survey Satellite (TESS) hat in seinem ersten Wissenschaftsjahr 21 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt und Daten zu anderen interessanten Ereignissen am Südhimmel erfasst. TESS hat jetzt seine Aufmerksamkeit auf die nördliche Hemisphäre gelenkt, um die umfassendste Planetenjagdexpedition aller Zeiten abzuschließen.

TESS begann im Juli 2018 am Südhimmel nach Exoplaneten zu suchen und sammelte Daten über Supernovae, Schwarze Löcher und andere Phänomene auf seiner Sichtlinie. Zusammen mit den Planeten die TESS entdeckt hat, hat die Mission auch über 850 mögliche Exoplaneten identifiziert, die noch auf die Bestätigung durch bodengestützte Teleskope warten.

„Das Tempo und die Produktivität von TESS in seinem ersten Betriebsjahr haben unsere optimistischsten Hoffnungen für die Mission bei weitem übertroffen“, sagte George Ricker, der leitende Forscher von TESS am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. „TESS hat nicht nur eine Vielzahl von Exoplaneten gefunden, sondern auch einen Schatz an astrophysikalischen Phänomenen entdeckt, darunter Tausende von quasi-stellaren Objekten“.

Bei der Suche nach Exoplaneten beobachtete TESS mit vier großen Kameras 27 Tage lang einen 24 mal 96 Grad großen Teil des Himmels. Einige dieser Abschnitte überlappten sich, so dass manche Teile des Himmels fast ein Jahr lang beobachtet wurden. TESS konzentrierte sich auf Sterne, die näher als 300 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt sind und suchte nach Transits, bei denen es sich um periodische Helligkeitseinbrüche handelt, die durch ein Objekt wie z. B einem Planeten verursacht werden, wenn er vor seinem Stern vorbei wandert.

Am 18. Juli war die Vermessung auf der Südhemisphäre abgeschlossen und die Raumsonde drehte ihre Kameras nach Norden. Nach Abschluss der Nordhemisphäre im Jahr 2020 wird TESS drei Viertel des Himmels kartografiert haben.

„Kepler machte die erstaunliche Entdeckung, dass im Durchschnitt jedes Sternsystem einen oder mehrere Planeten hat“, sagte Padi Boyd, ein TESS-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. TESS machte den nächsten Schritt. Wenn es überall Planeten gibt, könnten wir diese bei hellen Sternen auch in der Nähe finden, denn sie sind diejenigen, welche wir durch Folgebeobachtungen mit den jetzt vorhandenen boden- und weltraumgestützten Teleskopen und der nächsten Generation von Instrumenten über Jahrzehnte hinaus verfolgen könnten.

Hier sind einige der interessantesten Objekte und Ereignisse, die TESS im ersten Jahr beobachtet hat.

Exoplaneten

Um sich als Exoplanet-Kandidat zu qualifizieren, muss ein Objekt mindestens drei Transits in den TESS-Daten aufweisen und dann noch mehrere zusätzliche Checks durchlaufen um sicherzustellen, dass ein Transit keinen Fehlalarm darstellt, der durch die Sonnenfinsternis von einem Begleitstern ausgelöst wurde. Sobald ein Kandidat identifiziert ist, setzen Astronomen ein großes Netzwerk von bodengestützten Teleskopen ein, um diesen zu bestätigen.

„Das Team konzentriert sich derzeit darauf, die besten Kandidaten zu finden die durch bodengestützte Nachfolgebeobachtungen bestätigt werden können“, sagte Natalia Guerrero, die das Team leitet, das für die Identifizierung von Exoplaneten-Kandidaten am MIT zuständig ist. „Aber es gibt noch viel mehr potenzielle Kandidaten in den Daten, die noch analysiert werden müssen. Wir sehen hier als nur die Spitze des Eisberges. TESS hat nur an der Oberfläche gekratzt.“

Die Planeten, die TESS bisher entdeckt hat, reichen von einer Welt mit 80 % der Größe der Erde bis zu solchen Welten, die mit den Größen von Jupiter und Saturn vergleichbar sind oder diese übertreffen. Wie Kepler findet TESS viele Planeten die kleiner als Neptun aber größer als die Erde sind.

Während Raumfahrende Nationen sich bemühen, Astronauten auf einige unserer nächsten Nachbarn – Mond und Mars – zu senden, um mehr über die Planeten in unserem eigenen Sonnensystem zu erfahren, können Folgebeobachtungen mit leistungsstarken Teleskopen von Planeten die TESS entdeckt, ein besseres Verständnis dafür bekommen, wie sich die Erde und das Sonnensystem gebildet haben.

Mit den TESS-Daten können Wissenschaftler mit den derzeitigen und mit künftigen Observatorien wie dem James Webb-Weltraumteleskop auch andere Aspekte von Exoplaneten untersuchen, wie das Vorhandensein und die Zusammensetzung von Atmosphären, welche die Entwicklung von Leben unterstützen könnten.

Kometen

Bevor die wissenschaftlichen Operationen begannen, machte TESS klare Bilder eines neu entdeckten Kometen in unserem Sonnensystem. Bei Instrumententests im Orbit nahmen die Kameras des Satelliten eine Serie von Bildern auf, die die Bewegung von C/2018 N1 festhielten, einem Kometen der am 29. Juni von NEOWISE entdeckt wurde.

TESS erfasste auch Daten von ähnlichen Objekten außerhalb unseres Sonnensystems.

Exokometen

Daten von der Mission wurden auch verwendet, um Transits von Kometen zu identifizieren, die einen anderen Stern umkreisen: Beta Pictoris, 63 Lichtjahre entfernt. Die Astronomen konnten drei Kometen finden, die zu klein waren, um Planeten zu sein und nachweisbare Schweife hatten. Dies war die erste Identifizierung solcher Himmelsobjekte im sichtbaren Licht.

Supernovae

Da TESS fast einen Monat damit verbringt, an der gleichen Stelle zu suchen, kann sie auch Daten zu Sternereignissen wie beginnende Supernovae erfassen. In den ersten Monaten seiner wissenschaftlichen Tätigkeit entdeckte TESS sechs Supernovae in fernen Galaxien, die erst später von bodengestützten Teleskopen entdeckt wurden.

Wissenschaftler hoffen, diese Art von Beobachtungen nutzen zu können, um die Ursprünge einer bestimmten Art von Explosion, die als Supernova vom Typ Ia bekannt ist, besser zu verstehen.

Supernovae vom Typ Ia kommen entweder in Sternsystemen vor, in denen ein Weißer Zwerg Gas von einem anderen Stern abzieht, oder wenn zwei Weiße Zwerge miteinander verschmelzen. Astronomen wissen nicht, welcher Typ Supernova häufiger vorkommt, aber mit Daten von TESS können sie die Ursprünge dieser kosmischen Explosionen besser verstehen.

Typ Ia Supernovae sind eine Klasse von Objekten, die als „Standardkerzen“ bezeichnet werden, weil sie zum Messen großer Entfernungen herangezogen werden. Das heißt, Astronomen wissen, wie hell diese sind und können damit berechnen, wie schnell sich das Universum ausdehnt. TESS-Daten können helfen herauszufinden, unter welchen Umständen eine Typ Ia Supernova entstanden ist. Dies könnte einen großen Einfluss darauf haben, wie wir Ereignisse verstehen, die Milliarden Lichtjahre entfernt stattfinden und die letztendlich das Schicksal des Universums bestimmen.