Da quando gli scienziati hanno scoperto il primo pianeta al di fuori del nostro sistema solare, 51 Pegasi b, il campo astronomico degli esopianeti è esploso, grazie in gran parte al telescopio spaziale Kepler. Ora, con il successo del lancio del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), La professoressa Sara Seager vede una rivoluzione non solo nella quantità di nuovi dati planetari da analizzare, ma anche nel potenziale per nuove vie di scoperta scientifica.

"TESS fornirà essenzialmente il catalogo di tutti i migliori pianeti per il follow-up, per osservare le loro atmosfere e saperne di più su di loro, "Seager dice. "Ma sarebbe impossibile descrivere davvero tutte le diverse cose che le persone sperano di fare con i dati".

Per Seager, l'obiettivo è setacciare la pletora di dati TESS in arrivo per identificare i candidati esopianeti. In definitiva, dice che vuole trovare i migliori pianeti da seguire con studi sull'atmosfera per i segni che il pianeta potrebbe essere adatto alla vita.

"Quando sono arrivato al MIT 10 anni fa, [Gli scienziati del MIT] stavano iniziando a lavorare su TESS, quindi quello era il punto di partenza, " ha detto Seager, la cattedra di classe del 1941 presso il Dipartimento della Terra del MIT, Scienze dell'Atmosfera e Planetarie con incarichi nei dipartimenti di Fisica e Aeronautica e Astronautica.

Seager è il vicedirettore scientifico di TESS, una missione di classe Explorer della NASA guidata dal MIT. Le sue credenziali includono la caratterizzazione pionieristica di esopianeti, in particolare di atmosfere, che costituiscono le fondamenta del campo. Seager è attualmente alla ricerca di esopianeti con segni di vita, e TESS è il passo successivo su quel percorso.

Finora, gli scienziati hanno confermato 3, 717 pianeti extrasolari in 2, 773 sistemi. Come un'indagine all-sky, TESS si baserà su questo, osservando l'85 percento del cosmo che ne contiene più di 200, 000 stelle vicine, e i ricercatori prevedono di identificare circa 20, 000 esopianeti.

"TESS sta cercando di prendere tutto ciò che le persone hanno già fatto e farlo meglio e farlo in tutto il cielo, " dice Seager. Anche se questa missione si basa su tecniche di caccia agli esopianeti sviluppate anni fa, i ritorni su questo lavoro dovrebbero estendersi lontano nel futuro. "TESS è quasi il culmine di un paio di decenni di duro lavoro, cercando di appianare le rughe su come trovare i pianeti con il metodo di transito. Così, TESS non sta cambiando il modo in cui cerchiamo i pianeti, più come se stesse cavalcando l'onda del successo di come l'abbiamo già fatto".

Il team di leadership scientifica di TESS si è impegnato a fornire almeno 50 esopianeti con raggi inferiori a quattro volte quelli della Terra insieme alle masse misurate. Nell'ambito della missione TESS, sarà in corso uno sforzo internazionale per caratterizzare ulteriormente i pianeti candidati e le loro stelle ospitanti fino all'elenco di 50 con masse misurate, utilizzando i migliori telescopi terrestri disponibili.

Per i migliori esopianeti per il follow-up, Seager paragona i fotoni che raggiungono le telecamere del satellite ai soldi:più fotoni hai, meglio è. Di conseguenza, le telecamere sono ottimizzate per le vicinanze, stelle luminose. Per di più, le fotocamere sono calibrate per favorire piccoli, stelle nane M rosse, attorno al quale i piccoli pianeti con una superficie rocciosa sono più facilmente individuabili rispetto a quelli più grandi, stelle gialle a grandezza di sole. Inoltre, i ricercatori hanno sintonizzato il satellite su esopianeti con orbite inferiori a 13 giorni, in modo che due transiti siano usati per la scoperta.

Dopo 60 giorni dalla messa in servizio, TESS inizierà le operazioni scientifiche e trasmetterà immagini alla Terra mensilmente, e inizia il data mining. I dati grezzi verranno inviati al Centro operativo di elaborazione scientifica del Centro di ricerca Ames della NASA per essere sottoposti alla pipeline di analisi dei dati, che si basava sulla pipeline di dati Kepler. Qui, gli informatici genereranno pixel calibrati, curve leggere, e altri prodotti di dati, che sarà condiviso con il MIT per valutare se un calo di luminosità è dovuto a un pianeta candidato o, come dice Seager, un artefatto di dati o una stella binaria. Il team determinerà le dimensioni di questi esopianeti e il periodo delle loro orbite, per la distribuzione tramite l'elenco TESS oggetto di interesse (TOI). Queste informazioni saranno rese pubbliche e archiviate presso il Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) presso lo Space Telescope Science Institute. In parallelo, il gruppo del MIT analizzerà i loro dati e le immagini mentre scendono in quella che chiamano la "conduttura rapida" e inizierà a contrassegnare gli oggetti da seguire.

Il gruppo di lavoro del programma di osservazione di follow-up TESS indagherà ulteriormente se i TOI sono pianeti, studiando le stelle ospiti utilizzando le immagini dei telescopi terrestri e spaziali, spettroscopia di ricognizione e spettroscopia Doppler precisa. Per alcuni pianeti, il team di follow-up sarà infine in grado di misurare i parametri orbitali e la massa del pianeta che, insieme al raggio, determina la densità del pianeta.

Oltre al programma di follow-up TESS, ulteriori osservazioni forniranno dati sulla dinamica orbitale, comprese le interazioni pianeta-pianeta, inclinazioni reciproche, lune, e maree; la composizione e la struttura atmosferica possono essere dedotte attraverso lo studio degli spettri di trasmissione e di emissione, albedo, misure della funzione di fase.

"Penso che in questo momento, se tutto va come previsto, la nostra unica sfida sarà—è una buona cosa—[che] avremo così tanti dati." Ma, dice di essere sicura che "il MIT può fare un ottimo lavoro, non solo in consegna nella graduatoria dei candidati finali, ma anche in una nuova scienza rivoluzionaria."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.