NASA TESSのミッション：太陽系外惑星探査について知っておくべきこと

何世紀もの間、人間は他の地球が遠くの星を周回する可能性について疑問に思っていました。おそらく、これらの異星人の世界の中には、奇妙な形の生命を抱いていたり、独特で説得力のある歴史や未来があるのか​​もしれません。しかし、1995年になって初めて、天文学者達は私達の太陽系の外で太陽のような星の周りを回る最初の惑星を発見しました。

特に過去10年間で、遠方の恒星を周回することが知られている惑星の数は、100個以下から2,000個を超えるものに増え、さらに2,000個の惑星が確認を待っていました。これらの新しい発見の大部分は、NASAのKeplerミッションという単一の努力によるものです。

ケプラーは、クッキーシートのサイズの95メガピクセルのデジタルカメラを照らす1メートルの望遠鏡を収容する宇宙船です。この装置は、15万個の遠方の星の明るさのわずかな変化を検出し、望遠鏡の視線を横切って通過する際に星の一部を遮る惑星の痕跡の兆候を探していました。敏感なので、シカゴの街灯の周りを飛び交うハエを地球上空の軌道から検出することができます。星が揺れて振動しているのが見えます。それはスタースポットとフレアを見ることができます。そして、好ましい状況では、月と同じくらい小さい惑星を見ることができます。

ケプラーの何千もの発見は、惑星と惑星系に対する我々の理解に革命をもたらしました。しかし今、宇宙船はそのヒドラジン燃料を使い果たし、正式に引退に入った。幸いなことに、4月にNASAのTESSミッションが打ち上げられ、惑星捜索隊に引き継がれます。

ケプラーの歴史

Keplerの任務は、後にDavid Kochの助けを借りて、1980年代初頭にNASAの科学者Bill Boruckiによって考案されました。当時、太陽系外に既知の惑星はありませんでした。ケプラーは2000年代に結成され、2009年3月にローンチされました。私は2008年にケープラーサイエンスチームに加わりました（広い目のルーキーとして）、ついに惑星の動きを研究するグループのジャックリサウアーと共同議長を務めました。

もともと、この任務は、燃料、カメラ、または宇宙船が持続する限り、可能な延長を伴って3年半続くことが計画されていました。時間が経つにつれて、カメラの一部が故障し始めましたが、任務は持続しました。しかし、2013年に4つの安定化ジャイロのうち2つ（技術的には「リアクションホイール」）が停止すると、当初のKeplerのミッションは事実上終了しました。

それでも、いくらか工夫を凝らして、NASAは太陽からの反射光を使って宇宙船を操縦するのを助けました。その任務はK2として改名され、さらに半年間、惑星を見つけ続けました。残量計が空に近づいた今、惑星狩猟の事業は縮小しつつあり、宇宙船は太陽系に漂流し続けます。当初の任務からの惑星候補の最終カタログは昨年末に完成しました、そして、K2の最後の観察はまとめられています。

ケプラーの科学

これらのデータから得られる知識を絞り込むことは今後何年も続くでしょうが、これまでに見てきたことは世界中の科学者を驚かせてきました。

私たちは、ほんの数時間で彼らのホスト星を周回し、表面の岩が蒸発して彗星の尾のように惑星の後ろをたどるようにするいくつかの惑星を見ました。他のシステムは非常に接近している惑星を持っているので、もしあなたが一つの表面に立つとしたら、第二の惑星は10個の満月より大きく見えるでしょう。一つのシステムは惑星でいっぱいになっているので、それらのうちの8つは地球が太陽よりも彼らの星に近い。多くは惑星を持っていて、時には複数の惑星を持っていて、それらのホストスターの住みやすいゾーンの中を周回しています。

他の任務と同様に、Keplerパッケージにはトレードオフがあります。それは4年連続して、30分ごとに点滅して、空の一部を見つめる必要がありました。測定するのに十分な星を勉強するためには、星はかなり遠くになければなりませんでした - ちょうどあなたが森の真ん中に立っているときのように、あなたのすぐ隣よりもあなたからもっと遠い木があります。遠くの星は薄暗い、そして彼らの惑星は勉強するのが難しい。確かに、ケプラーの惑星の性質を研究したい天文学者にとっての1つの課題は、ケプラー自体がしばしば使うのに最も良い道具であるということです。地上望遠鏡からの高品質のデータは、最大の望遠鏡 - 観測できる惑星の数を制限する貴重な資源 - に関する長い観測を必要とします。

銀河には少なくとも星の数と同じ数の惑星があることを私たちは今知っています。そしてそれらの惑星の多くは私たちがここで太陽系に持っているものとは全く違っています。多種多様な惑星の特徴と個性を学ぶには、より多くの道具とより多くの望遠鏡が耐えられるようになることができるより明るいそしてより近い星の周りを回る天文学者が調査することを必要とします。

TESSを入力

MITのGeorge Rickerが率いるNASAのTransiting Exoplanet Survey Satelliteミッションは、Keplerが使用したのと同じ検出技術を使用して惑星を探しています。 TESSの軌道は、太陽の周りを回るのではなく、月と密接な関係を持っています。TESSは、月の軌道ごとに2回地球を周回します。 TESSの観察パターンは、空の一部を見つめているのではなく、重なっている視野を使ってほぼ空全体をスキャンします（花の花弁のように）。

私たちがケプラーから学んだことを考えると、天文学者はTESSがもっとたくさんの惑星系を見つけることを期待します。全天を調査することで、ケプラーよりも10倍近く、100倍も明るい星を周回するシステムを見つけることができます。惑星の質量と密度の測定、大気の研究、ホスト星の特徴付け、そして完全な星の形成惑星が存在するシステムの性質。この情報は、私たち自身の惑星の歴史、人生がどのように始まったのか、どのような運命を避けたのか、そして他にどんな道筋をたどったのかについてもっと教えてくれるでしょう。

ケプラーがその旅の行程を終え、TESSがバトンを引き継ぐ中、宇宙で私たちの場所を見つけるという探求は続きます。

この記事は、もともとJason SteffenによるThe Conversationに掲載されたものです。ここで元の記事を読んでください。