NASA’s TESS-mission tager det næste store skridt i udforskningen af exoplaneter i Mælkevejen med hjælp fra DTU Space. Projektet skal finde planeter, der kredser om de klareste stjerner, og fastslå deres atmosfæresammensætning og størrelse.
Natten mellem mandag den 16. april og tirsdag 17. april (kl. 00.32, 17. april dansk tid) opsendes endnu en mission fra Cape Canaveral i USA, hvori Danmark har en stor aktie.
Denne gang er det NASA’s omfattende TESS rumteleskop, det handler om. Her deltager både DTU Space og Aarhus Universitet.
"Det er lidt som at lede efter nål i en høstak, men det er muligt med præcisionsteknologien, vi anvender"
John L. Jørgensen, professor DTU Space
TESS skal efter planen sendes i en elipseformet bane om Jorden, hvor den kommer tæt på Månen. Herfra skal dens instrumenter ’kigge’ ud i rummet efter exo-planeter. Denne mission skal identificere ’interessante’ exo-planeter, der kredser omkring de klareste stjerner og blandt andet levere data, der kan bruges til at fastslå deres radier.
En revolutionerende mission
Med dette udgangspunkt skal exoplaneterne efterfølgende undersøges via teleskoper fra Jorden og rummet for at karakterisere dem. Blandt andet ved at fastslå deres masser og undersøge deres atmosfærer.
”Det her er det næste store skridt i udforskningen af exoplaneter. Med den teknologi, der anvendes bliver det muligt at lede langt mere specifikt end tidligere, og dermed udpege exoplaneter, som det er værd at undersøge nærmere. Det er lidt som at lede efter nål i en høstak, men det er muligt med præcisionsteknologien, vi anvender,” fortæller professor på DTU Space, John Leif Jørgensen.
”Det er en meget stor amerikansk satsning, på et spændende nyt felt, som vil revolutionere vores viden på området. DTU Space er specifikt inviteret med af NASA, fordi vi har indsigt i både den videnskab og den teknologi, der ligger til grund for missionen”.
DTU Space har leveret navigationsudstyr i form af to ekstremt præcise stjernekameraer udviklet af John Leif Jørgensens gruppe. De skal være med til at sikre, at satellitten peges i den rigtige retning ud mod universet, når planeterne skal findes.
Ny DTU-forskningsgruppe med i front
Exoplanet-forskningsgruppen på DTU Space, som ledes af professor Lars Buchhave, deltager også. Hans gruppe er med helt i front inden for forskningen på feltet og deltager i TESS-projektet som samarbejdspartner og efter særlig invitation fra NASA for at bidrage med sin ekspertise til projektet.
”Vi rykker fra at kvantificere exoplaneterne til at undersøge dem mere kvalitativt. Vi ved nu fra tidligere missioner, at der er virkelig mange exoplaneter i Mælkevejen. Nu identificerer vi dem, der er mulige at undersøge nærmere, og går efterfølgende i gang med at karakterisere dem for finde ud af, hvad de er for nogle størrelser,” fortæller Lars Buchhave.
Den første exoplanet blev detekteret i 1995. Siden har det vist sig, at der er tusindvis af dem. Foreløbig er der afdækket omkring 3.700, der rangerer fra små jordlignende planeter til store gasgiganter i stil med Jupiter. En af de store udfordringer i fremtiden bliver at identificere og undersøge exoplaneter, der måske kan besidde betingelser for liv.
Fra Aarhus Universitet deltager Stellar Astrophysics Centre. Centret skal stå for distributionen af de videnskabelige data fra TESS til astronomer verden over og med deres forskning i exoplaneter og svingninger eller ’stjerneskælv’ i deres ’værts-stjerner’. Dermed bringes Danmark ind i kernen af endnu et omfattende NASA-projekt.
TESS's kredsløb under missionen: Den lyseblå ellipse viser det endelige kredsløb, når TESS-satellitten er bragt på plads i den bane, der skal observeres fra. Manøvren omkring Månen (grønne og mørkeblå linjer) sikrer, at TESS hæves op over Jordens strålingsbælter, der ellers ville ødelægge TESS-instrumenterne. (Illustration: NASA).
TESS skal undersøge et stort område af Mælkevejen for exoplaneter, der kredser om en lang række forskellige typer af stjerner i forskellige afstande. Det er et NASA-projekt med et budget på godt en mia. kr., som vil strække sig over en årerække.
Det overordnede mål for missionen er at detektere relativt små planeter i cirka 1-4 gange Jordens størrelse, som kredser omkring de klareste stjerner. TESS identificerer exoplaneterne ved at registrere små ændringer i stjernernes lysstyrke. Disse ændringer opstår, når en planet passerer mellem dens ’værts-stjerne’ og synslinjen fra TESS-instrumenterne.
Det målte fald i lysets intensitet er dog kun en indikation, som så skal undersøges nærmere for at afgøre, om der faktisk er tale om en exoplanet. Så der ligger et stort arbejde forude for exoplanet-forskerne med at analysere data fra missionen.
Den seneste mission af samme karakter, Kepler, identificerede et stort antal exoplaneter, som kredser omkring relativt fjerne og derfor svagt lysende stjerner meget langt borte. Keppler undersøgte en ’stribe’ af Mælkevejen, men rakte meget langt ud, ca. 3.000 lysår. TESS dækker hele ’bredden’ af Mælkevejen, men kun inden for en 'dybde' på ca. 200 lysår, hvorved især exoplaneter omkring stærkt lysende stjerner nærmere Jorden kan identificeres.
TESS handler om at finde planeter, der er nærmere vores del af Mælkevejen og kredser omkring stjerner 30 til 100 gange klarere end dem, som blev observeret med Keppler-missionen. Dermed bliver de nemmere at karakterisere mere detaljeret gennem opfølgende missioner i forhold til deres masse, størrelse, densitet og atmosfære-forhold. Opfølgninger skal foregå de kommende år med James Webb-rumteleskopet og andre store teleskoper i rummet og på jorden. DTU Space deltager i alle disse aspekter af TESS-projektet.
TESS vejer 362 kg og måler cirka 1,2 x 1,5 m. Den opsendes fra Cape Canaveral med en SpaceX Falcon 9 full trust raket, som ikke genbruges. Illustrationen viser blandt andet stjernekameraerne (star trackers) fra DTU Space. (Illustration: NASA)
Læs mere om TESS-missionen her hos NASA.