El satélite de estudio de tránsito de exoplanetas en tránsito (TESS), el último telescopio espacial de caza de exoplanetas de la NASA, fue lanzado al espacio el miércoles 18 de abril de 2018. Como su nombre indica, este telescopio utilizará el Método de tránsito para detectar planetas de masa terrestre (es decir, rocoso ) orbitando estrellas distantes. Junto a otros telescopios de próxima generación como el Telescopio espacial James Webb (JWST), TESS recogerá efectivamente donde telescopios como Hubble y Kepler Parado.
¿Pero cuántos planetas se espera que encuentre TESS? Ese fue el tema de un nuevo estudio realizado por un equipo de investigadores que intentó estimar cuántos planetas es probable que descubra TESS, así como las propiedades físicas de estos planetas y las estrellas que orbitan. En total, estiman que TESS encontrará miles de planetas orbitando una variedad de estrellas durante su misión primaria de dos años.
El estudio, titulado "Un rendimiento revisado de exoplanetas del satélite de encuestas de tránsito de exoplanetas (TESS)", apareció recientemente en línea. El estudio fue dirigido por Thomas Barclay, un científico investigador asociado en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y la Universidad de Maryland, e incluyó a Joshua Pepper (astrofísico de la Universidad de Lehigh) y Elisa Quintana (científica investigadora del Instituto SETI y NASA Ames Centro de Investigación).
Como Thomas Barclay le dijo a Space Magazine por correo electrónico:
“TESS se basa en el legado de Kepler. Kepler fue principalmente una misión estadística y nos enseñó que los planetas están en todas partes. Sin embargo, no fue optimizado para encontrar excelentes planetas individuales para su posterior estudio. Ahora que sabemos que los planetas son comunes, podemos lanzar algo como TESS para buscar los planetas que emprenderemos estudios intensivos sobre el uso de telescopios terrestres y espaciales. Los planetas que TESS encontrará estarán en promedio 10 veces más cerca y 100 veces más brillantes ".
En aras de su estudio, el equipo creó un modelo de tres pasos que tuvo en cuenta las estrellas que TESS observará, la cantidad de planetas que probablemente tenga cada uno y la probabilidad de que TESS los descubra. Estos incluían los tipos de planetas que estarían orbitando alrededor de estrellas enanas que van desde el tipo A hasta el tipo K (como nuestro Sol) y las estrellas de tipo M de menor masa (enana roja).
"Para estimar cuántos planetas encontrará TESS, tomamos estrellas que serán observadas por TESS y simulamos una población de planetas que orbitan alrededor de ellos", dijo Barclay. “Las estadísticas de población de exoplanetas provienen de estudios que utilizaron datos de Kepler. Luego, utilizando modelos de rendimiento TESS, estimamos cuántos de esos planetas serían detectados por TESS. De aquí es de donde obtenemos nuestros números de rendimiento ”.
El primer paso fue sencillo, gracias a la disponibilidad de la Lista de objetivos candidatos (CTL): una lista priorizada de estrellas objetivo que el Grupo de trabajo de selección de objetivos TESS determinó que eran las estrellas más adecuadas para detectar planetas pequeños. Luego clasificaron los 3.8 millones de estrellas que se incluyen en la última versión en función de su brillo y radio y determinaron cuál de estos TESS es probable que observe.
El segundo paso consistió en asignar planetas a cada estrella en función de una distribución de Poisson, una técnica estadística en la que se asigna un número determinado a cada estrella (en este caso, 0 o más). A cada planeta se le asignaron seis propiedades físicas dibujadas al azar, que incluyen un período orbital, un radio, una excentricidad, un ángulo periastron, una inclinación a nuestra línea de visión y un medio tiempo de primer tránsito.
Finalmente, intentaron estimar cuántos de estos planetas generarían una señal de tránsito detectable. Como se señaló, TESS se basará en el Método de tránsito, donde se utilizan caídas periódicas en el brillo de una estrella para determinar la presencia de uno o más planetas en órbita, así como para imponer restricciones en sus tamaños y períodos orbitales. Para esto, consideraron la contaminación del flujo de estrellas cercanas, el número de tránsitos y la duración del tránsito.
Finalmente, determinaron con un 90% de confianza que es probable que TESS detecte 4430–4660 nuevos exoplanetas durante su misión de dos años:
“El resultado es que predecimos que TESS encontrará más de 4000 planetas, con cientos más pequeños que el doble del tamaño de la Tierra. El objetivo principal de TESS es encontrar planetas que sean lo suficientemente brillantes como para que el telescopio terrestre mida su masa. Estimamos que TESS podría conducir a triplicar el número de planetas más pequeños que 4 radios terrestres con mediciones de masa ”.
A partir del 1 de abril de 2018, un total de 3,758 exoplanetas se han confirmado en 2,808 sistemas, con 627 sistemas que tienen más de un planeta. En otras palabras, Barclay y su equipo estiman que la misión TESS duplicará efectivamente la cantidad de exoplanetas confirmados y triplicará la cantidad de Súper-Tierra y del tamaño de la Tierra durante su misión principal.
Esto comenzará después de una serie de maniobras orbitales y pruebas de ingeniería, que se espera que duren unos dos meses. Con el catálogo de exoplanetas así ampliado, podemos esperar que haya muchos más candidatos "similares a la Tierra" disponibles para su estudio. Y aunque todavía no podremos determinar si alguno de ellos tiene vida, tal vez podamos encontrar algunos que muestren signos de una atmósfera viable y agua en las superficies.
¡La búsqueda de vida más allá de la Tierra continuará durante muchos años! Y mientras tanto, asegúrese de disfrutar este video sobre la misión TESS, cortesía de la NASA:
