שוגר טלסקופ החלל TESS – יחפש כוכבי לכת סלעיים במערכות שמש אחרות

בנוסף הצליחה ספייס אקס שוב להנחית את השלב הראשון של המשגר על אסדה בלב ים. לאחר שיתייצב במסלולו המיועד יחפש הטלסקופ יחפש כוכבי לכת החולפים לפני הכוכבים שלהם. לאחר מכן הוא ישתמש בטכניקה זו כדי לזהות כוכבי לכת קרובים יחסית לכדור הארץ שניתן יהיה לחקור באמצעות טלסקופים עתידיים כגון טלסקופ החלל ג’יימס ווב

חלון שיגור של 30 שניות בשעה 01:51 שעון ישראל (19/4/18) . בחלון זה הצליח משגר פאלקון 9 של ספייס אקס ששוגר מכף קנוורל להעלות את טלסקופ החלל TESS למסלול ראשוני. בינתיים שוב עשתההחברה נסיון הנחתה של השלב הראשון של המשגר על אסדה בלב האוקיאנוס האטלנטי. לאחר מכן יתמרן הטלסקופ את מסלולו למסלול מוארך כך שיקיף את כדור הארץ פעמיים בדיוק בכל מחזור הקפה של הירח. השיגור היום התקיים לאחר עיכוב של יומיים עקב תקלות במשגר.

לאחר שיתייצב במסלולו המיועד, בעוד כחודשיים, יחפש הטלסקופ יחפש כוכבי לכת החולפים לפני הכוכבים שלהם. לאחר מכן הוא ישתמש בטכניקה זו כדי לזהות כוכבי לכת קרובים יחסית לכדור הארץ שניתן יהיה לחקור באמצעות טלסקופים עתידיים כגון טלסקופ החלל ג’יימס ווב.
TESS ימשיך את עבודתו של טלסקופ החלל קפלר שגילה עד כה 2,650 כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, למעלה מ-70% מכל כוכבי הלכת הידועים.

במאמר באתר THE CONVERSATION כותב קואל הלייר, פרופסור לאסטרופיזיקה באוניברסיטת קיל בבריטניה על חשיבותו של טלסקופ החלל TESS.

“הדורות הקודמים הסתכלו על הכוכבים בשמי הלילה ותהו אם גם הם מוקפים על ידי כוכבי לכת. הדור שלנו הוא הראשון לגלות את התשובה. כעת אנו יודעים כי כמעט לכל הכוכבים יש כוכבי לכת סביבם, וככל שהטכנולוגיה שלנו משתפרת, אנו ממשיכים למצוא עוד. הלוויין החדש של נאס”א TESS (the Transiting Exoplanet Survey Satellite),, מיועד להגביר את המרדף אחר כוכבי לכת סלעיים קטנים המקיפים כוכבים בהירים קרובים למערכת השמש.”

“אנחנו רוצים לדעת מה גודלם של כוכבי הלכת הללו, אילו מסלולים יש להם וכיצד הם נוצרו והתפתחו. האם יש להם אטמוספרות, האם השמים שלהם בהירים או מעוננים, ממה הם עשויים? במהלך העשורים הקרובים, אנו עשויים לגלות כוכבי הלכת כמו כדור הארץ במרחק הנכון מן הכוכב שלהם כך שהמים יוכלו להישאר במצב נוזלי. ייתכן שלפחות לאחד מהם תהיה אטמוספירה המכילה מולקולות חמצן חופשיות, נתוןה מעיד על פעילות ביולוגית. TESS היא צעד גדול לקראת המטרה ארוכת הטווח הזו.”

“כוכבי הלכת כל כך קלושים וזעירים לעומת הכוכבים המארחים שלהם עד כי מדהים שאנו יכולים לזהות אותם בכלל, שלא לדבר על האטמוספירה שלהם. עם זאת, כוכבי הלכת יכולים, מנקודת המבט שלנו, להיראות כאילו הם חולפים על פני הכוכב שלהם, כאשר הם חוסמים חלק קטן מאור הכוכב. טס ינטר כ-200 אלף כוכבים בהירים בקרבת מערכת השמש ויחפש אחר הירידות הקטנות הללו בעוצמת אורם כדי לחשוף כוכב לכת העובר לפניהם.”

“כדי לחקור את האטמוספירה של כוכבי לכת אלו מחוןץ למערכת השמש, אנו חייבים לבדוק את השפעתם על ספקטרום האור של הכוכב. כאשר כוכב לכת עובר על פני כוכב, הכתם הדליל של האטמוספירה שלו מואר מאחור (מנקודת המבט שלנו) על ידי אור הכוכב. חלק מאורכי הגל של אור הכוכבים נספגים על ידי מולקולות באטמוספירה בעוד אורכי גל אחרים יחדרו ישירות דרכה. התבוננות באורכי הגל המגיעים אלינו יכולה לחשוף את הרכב האטמוספירה של אותם כוכבי לכת.”

“תצפיות כאלה הינן בדיוק בגבול היכולות הטכנולוגיות הנוכחות. טלסקופ החלל ג’יימס ווב (JWST), היורש של האבל המתוכנן לשיגור (אחרי דחיות רבות) בשנת 2020 יכיל מראה בקוטר 6.5 מטרים שתוכל לאסוף הרבה יותר אור מאשר האבל. כמו כן יותקנו על ג’יימס ווב מכשירים ייעודיים לחקר אטמוספירות של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.” מסביר פרופ’ היילר.

לדברי פרופ’ היילר, “על מנת להשתמש ב-JWST ביותר באופן היעיל ביותר, אנו קודם צריך לדעת אילו כוכבים מארחים את כוכבי הלכת הטובים ביותר שניתן לחקור ולכן אנו זקוקים ל-TESS. קודמו של TESS, טלסקופ החלל קפלר סקר 150,000 במקטע שמיים ליד קבוצת הכוכבים סיגנוס, ומצא למעלה מאלף כוכבי לכת החל מענקי גזים כמו צדק, ועד כוכבי לכת סלעיים קטנים כמו כוכב חמה, אבל קפלר כיסה רק טלאי קטן של השמיים המכיל רק מעט כוכבים בהירים מספיק כדי שנוכל לחקור את כוכבי הלכת שלהם.”

“לעומת זאת, טלסקופים קרקעיים צפו בכוכבים בהירים ברחבי השמים כדי לאתר כוכבי לכת. המוצלח ביותר היה פרויקט Wide Angle Search for Planets (WASP) שבו אני חבר. באמצעות מערך מצלמות בילה WASP את העשור האחרון בניטור מיליון כוכבים כל לילה בחיפוש אחר מעבר כוכבי לכת והוא גילה כמעט 200. כמה מהם נבחרו כמטרות לטלסקופ החלל ג’יימס ווב.
אבל לסקרים מן הקרקע יש מגבלה אחת גדולה – הם מתבוננים בשמים מבעד לאטמוספירה של כדור הארץ, דבר המגביל את איכות הנתונים. הם יכולים לזהות ירידה בבהירות של 1% המספיקה לגלות ענקי גז כמו צדק או שבתאי אבל כוכבי לכת קטנים, בגודל של כדור הארץ מסתירים מעט את הכוכב וגורמים לירידה של 0.01% מאורו.”

“אבל לסקרי מעבר כוכבי לכת באמצעות טלסקופים קרקעיים יש מגבלה אחת גדולה: הם מסתכלים דרך האטמוספירה של כדור הארץ, כי באופן חמור מגביל את איכות הנתונים. הם יכולים לזהות בהירות ממטבל קטן כמו 1%, אשר מספיק כדי למצוא כוכבי הלכת גז ענק כי הם כמו יופיטר שלנו שבתאי. אבל כוכבי הלכת הסלעיים הקטנים. חוסמים הרבה פחות אור כדור הארץ שלנו יפיק טבילה של רק 0.01% אם יראו מוקרן נגד השמש שלנו.”

“טס תשלב את המיטב של שתי גישות אלה, התבוננות בכוכבים בהירים בכל כיפת השמים עם היתרון תצפית מהחלל. זה אמור להספיק להבחין בכוכבי לכת קטנים וסלעיים שקפלר הוכיח כי הם נמצאים בשפע, אבל צריך לאתר את אלו המקיפים כוכבים מספיק בהירים כדי שנוכל ללמוד על האטמוספירה שלהם בעזרת טלסקופ החלל ג’יימס ווב.”

“טס יסרוק כל אזור בשמיים למשך 30 יום. משמעות הדבר היא כי הוא יזהה כוכבי לכת שמשך ההקפה שלהם סביב השמש המקומית קצר ולכן יספיקו לסיים מספר מסלולים בזמן ש-TESS מסתכל עליהם. כוכבי הלכת בעלי מסלולים קצרים ממוקמים קרוב לכוכבים שלהם, כלומר רוב כוכבי הלכת שטס יגלה יהיו חמים מדי עבור מים נוזליים. אבל כוכבי לכת המקיפים ננסים אדומים עמומים יכולים להיות בטמפרטורה הנכונה לחיים גם אם הם קרובים. הננס האדום TRAPPIST-1 עמום פי אלף מהשמש ולפחות שבעה כוכבי לכת המקיפים אותו התגלו.”

“משימה זו היא צעד לקראת גילוי כוכבי לכת סלעיים באזור המיושב של כוכבים כמו השמש שלנו. ב-2026, מצפה סוכנות החלל האירופית לשגר את אפלטון, לווין עם פוטנציאל לגלות כוכבי לכת סלעיים במסלולים הדומים לזה שלנו – שיש בהם גם עונות שנה. המירוץ למציאת סמנים לחיים כגון חמצן חופשי באטמוספירה של כוכבי לכת הדומים לכדור הארץ יתחיל.”