NASA's nieuwe Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) is ontworpen om bewoonbare exoplaneten op te sporen, maar met honderdduizenden zonachtige en kleinere sterren in zijn camerabeelden, welke van die sterren zouden planeten als de onze kunnen herbergen?

TESS zal 400 observeren, 000 sterren aan de hele hemel om een ​​glimp op te vangen van een planeet die over het oppervlak van zijn ster beweegt, een van de belangrijkste methoden waarmee exoplaneten worden geïdentificeerd.

Een team van astronomen van Cornell, De universiteiten van Lehigh en Vanderbilt hebben de meest veelbelovende doelen voor deze zoektocht geïdentificeerd in de nieuwe "TESS Habitable Zone Star Catalogue, " gepubliceerd in Astrofysische journaalbrieven . Hoofdauteur is Lisa Kaltenegger, hoogleraar astronomie en directeur van Cornell's Carl Sagan Institute en lid van het TESS-wetenschappelijk team.

Deze nieuwe catalogus is gebaseerd op een catalogus die oorspronkelijk bij Vanderbilt is ontwikkeld en die honderden miljoenen sterren bevat. Met behulp van gegevens uit een aantal bronnen, inclusief Vanderbilt's KELT-telescoop en de "flicker"-analysemethode voor sterren, ontwikkeld door Vanderbilt, Stevenson hoogleraar natuurkunde en sterrenkunde Keivan Stassun en zijn team werken sinds 2012 om het veld te verkleinen van 470 miljoen sterren die zichtbaar zijn voor TESS tot de 250, 000 die hoogstwaarschijnlijk een planeet als de onze huisvesten.

Het werk om zo'n enorme hoeveelheid gegevens te doorzoeken, werd gedaan door studenten van Vanderbilt, afgestudeerde studenten en postdoctorale wetenschappers verbonden aan het Vanderbilt Initiative in Data-intensive Astrophysics (VIDA), evenals studenten, ontwikkelaars, en datavisualizers verbonden aan het Frist Centrum voor Autisme en Innovatie.

"Onze ambitie is om niet alleen honderden aardachtige werelden in andere zonnestelsels te detecteren, maar om ze te vinden rond onze naaste naburige zonnestelsels, " zei Stassun. "Over een paar jaar, we kunnen heel goed weten dat er andere bewoonbare planeten zijn, met ademende atmosfeer. Natuurlijk, we zullen nog niet weten of er iets is, of iemand, daar ademen. Nog altijd, dit is een opmerkelijke tijd in de menselijke geschiedenis en een enorme sprong voor ons begrip van onze plaats in het universum."

De catalogus identificeert 1, 823 sterren waarvoor TESS gevoelig genoeg is om aardachtige planeten te zien die net iets groter zijn dan de aarde en die straling van hun ster ontvangen die equivalent is aan wat de aarde van onze zon ontvangt. Voor 408 sterren, TESS kan een glimp opvangen van een planeet net zo klein als de aarde, met vergelijkbare bestraling, in één transit alleen.

"Leven zou op allerlei werelden kunnen bestaan, maar het soort waarvan we weten dat het het leven kan ondersteunen, is van onszelf, dus is het logisch om eerst te zoeken naar aardachtige planeten, "Zei Kaltenegger. "Deze catalogus is belangrijk voor TESS omdat iedereen die met de gegevens werkt, wil weten rond welke sterren we de dichtstbijzijnde aardanalogen kunnen vinden."

Kaltenegger leidt een programma op TESS dat de 1 van de catalogus observeert 823 sterren in detail, op zoek naar planeten. "Ik heb 408 nieuwe favoriete sterren, ", zegt Kaltenegger. "Het is verbazingwekkend dat ik er niet één hoef te kiezen; Ik kan nu honderden sterren doorzoeken."

Om te bevestigen dat er een exoplaneet is waargenomen en om de afstand tussen de planeet en zijn ster te bepalen, moeten twee transits over de ster worden gedetecteerd. de 1, 823 sterren die de onderzoekers in de catalogus hebben geïdentificeerd, zijn sterren waarvan TESS tijdens zijn missie twee planetaire transits kon detecteren. Die omlooptijden plaatsen ze in het midden van de bewoonbare zone van hun ster.

De bewoonbare zone is het gebied rond een ster waar water vloeibaar kan zijn op het oppervlak van een rotsachtige planeet, daarom beschouwd als ideaal voor het ondersteunen van het leven. Zoals de onderzoekers opmerken, planeten buiten de bewoonbare zone zouden zeker leven kunnen herbergen, maar het zou buitengewoon moeilijk zijn om enig teken van leven op zulke bevroren planeten te ontdekken zonder daarheen te vliegen.

De catalogus identificeert ook een subset van 227 sterren waarvoor TESS niet alleen naar planeten kan zoeken die dezelfde straling ontvangen als de aarde, maar waarvoor TESS ook verder kan peilen, beslaat de volledige omvang van de bewoonbare zone tot aan koelere Mars-achtige banen. Hierdoor kunnen astronomen de diversiteit van potentieel bewoonbare werelden rond honderden koele sterren tijdens de levensduur van de TESS-missie onderzoeken.

De voor de catalogus geselecteerde sterren zijn helder, coole dwergen, met temperaturen ongeveer tussen de 2, 700 en 6, 000 graden Kelvin. De sterren in de catalogus zijn geselecteerd vanwege hun helderheid; de dichtstbijzijnde zijn slechts ongeveer 4 lichtjaar van de aarde verwijderd.

"We weten niet hoeveel planeten TESS zal vinden rond de honderden sterren in onze catalogus en of ze bewoonbaar zullen zijn, "Kaltenegger zei, "maar de kansen zijn in ons voordeel. Sommige studies geven aan dat er veel rotsachtige planeten zijn in de bewoonbare zone van koele sterren, zoals die in onze catalogus. We zijn verheugd om te zien welke werelden we zullen vinden."

Een totaal van 137 sterren in de catalogus bevinden zich binnen de continue kijkzone van NASA's James Webb Space Telescope, nu in aanbouw. Webb zal ze kunnen observeren om alle planeten die door TESS zijn gevonden diepgaand te karakteriseren en te zoeken naar tekenen van leven in hun atmosfeer.

Planeten die TESS identificeert, kunnen ook uitstekende doelen zijn voor observaties door extreem grote telescopen op de grond die momenteel worden gebouwd, de onderzoekers merken op, omdat de helderheid van hun gastheersterren het gemakkelijker zou maken ze te karakteriseren.