Kosmiczny teleskop Keplera, który rozpoczął poszukiwanie obcych, czyli pozasłonecznych planet (egzoplanet) w 2009 roku, to jedna z najbardziej udanych misji w historii badań Kosmosu. Do dzisiaj Kepler (mimo kłopotów, które przechodził, wciąż jest na służbie) odkrył ponad 3700 obcych światów i aż niemal 4,5 tys. kandydatów, czyli miejsc, w których egzoplanety prawdopodobnie istnieją.
Teleskop w swoich poszukiwaniach wykorzystuje tzw. metodę tranzytu, polegającą na tym, że światło gwiazdy posiadającej planetę – gdy ta orbitując, przechodzi na tle jej tarczy – ciemnieje dość istotnie, aż tak, że można ten spadek jasności dokładnie zaobserwować i w ten sposób zyskać pewność, że gwiazda ma planetę lub planety.
Dzięki teleskopowi Keplera wiemy więcej o kosmosie
Ale Kepler dokonał jeszcze czegoś, a mianowicie zmienił nasz pogląd na Wszechświat. Od czasu gdy zaczął niemal co tydzień nadsyłać dane o nowo odkrytych planetach, badacze nieba musieli zweryfikować swoje dotychczasowe widzenie kosmosu. Od misji Keplera wiadomo już bowiem, że planet w kosmosie jest więcej niż gwiazd, i to zdecydowanie więcej.
Jeśli tylko w naszej galaktyce gwiazd jest ok. 300 mld i większość z nich posiada co najmniej planetę, a zwykle wiele planet, to Wszechświat jest wręcz zasypany planetarnymi światami podobnymi do naszego. Jest tych innych światów bezmiar. To stawia też na porządku dziennym na nowo pytanie o możliwość występowania w kosmosie planet zdolnych stworzyć i utrzymać życie. Dzisiaj mało kto spośród ludzi zawodowo zajmujących się badaniami kosmicznymi wątpi, że życie poza naszym, ziemskim, na pewno gdzieś jeszcze istnieje.
Czytaj także: Poza Ziemią jest wiele światów
TESS – następca Keplera
Jednak w 2013 roku awaria drugiego z czterech kół reakcyjnych Keplera (są to rodzaje żyroskopów pozwalających sondzie kosmicznej orientować się w przestrzeni i utrzymywać prawidłową pozycję) spowodowała, że teleskop musiał przerwać swoją misję. Z czasem z awarią sobie poradzono i zaczęto utrzymywać teleskop w wymaganej pozycji dzięki działającemu nań ciśnieniu wiatru słonecznego (misja K2). Kepler więc wrócił do służby, choć nie działa już tak sprawnie jak niegdyś. Wkrótce prawdopodobnie zakończy swoją misję.
Ale przygoda z odkrywaniem obcych planet trwa, a wręcz zaczyna się na nowo, bo startująca z przylądka Cape Canaveral rakieta Falcon 9 (należąca do firmy SpaceX Elona Muska) wyniosła w kosmos obserwatorium kosmiczne TESS, czyli Transiting Exoplanet Survey Satellite – satelitę przeglądu egzoplanet tranzytujących. TESS został zbudowany w Massachusetts Institute of Technology na zlecenie NASA, ma rozmiary sporej lodówki i cztery bardzo czułe kamery, które działają zbiorczo, by dać jeden bardzo dokładny obraz.
Satelita zostanie umieszczony na wysokiej orbicie okołoziemskiej (HEO), która jest jednocześnie mocno ekscentryczna i będzie wykorzystywał oddziaływanie Księżyca do utrzymywania się we właściwej pozycji, bez potrzeby angażowania do tego silników korekcyjnych. To tzw. księżycowa orbita rezonansowa. Otóż Księżyc będzie przyciągał TESS z jednego kierunku, by satelita osiągnął prawidłową orbitę, potem jednak Księżyc zmieni położenie i będzie przyciągał TESS z kierunku przeciwnego. Ten cykl, przypominający swoisty taniec obu ciał, będzie się powtarzał stale, co w rezultacie doprowadzi do wyrównania przyciągań, ale jednocześnie powtarzające się przeciwstawne oddziaływania grawitacyjne Księżyca dadzą satelicie wymaganą oraz trwałą stabilizację położenia.
Przewidziano, że TESS będzie w misji około dwóch lat – lub dłużej – początkowo badając niebo południowe, potem północne. W przeciwieństwie do teleskopu Keplera, który badał jeden wybrany wycinek nieba (obszar między gwiazdozbiorami Łabędzia i Lutni), TESS będzie obserwował niemal całe niebo.
Po co TESS leci w kosmos?
Celem jest ponad 20 mln gwiazd, jaśniejszych od magnitudo +12, z których większość leży dość blisko, ale część już dalej, w odległości nawet 200–300 mln lat świetlnych od Ziemi. Szacuje się, że pozwoli to satelicie TESS znacznie zwiększyć liczbę odkrywanych egzoplanet i że przez mniej więcej dwa lata będzie to od tysiąca do dziesięciu tysięcy obiektów porównywalnych z Ziemią i większych oraz kilkadziesiąt ciał mniejszych od Ziemi.
Ponieważ gwiazdy, którym przyjrzy się TESS, leżą stosunkowo blisko nas, w wielu przypadkach odkryte i szczególnie interesujące egzoplanety będą mogły być dalej już dokładniej badane przez największe ziemskie teleskopy, a te ustalą kolejne szczegóły. Wybrana do obserwacji gwiazda będzie fotografowana seryjnie co dwie minuty przez dłuższy czas, co da naukowcom sekwencję zdjęć niemal filmową, a to pozwoli łatwiej uchwycić moment tranzytu planety przed tarczą macierzystej gwiazdy.
Kamery TESS będą mogły też uchwycić szerokie spektrum optyczne gwiazdy aż do bliskiej podczerwieni. Ma to znaczenie, ponieważ większość gwiazd w ogóle to tzw. czerwone karły, obiekty gwiazdowe znacznie mniejsze niż Słońce i o wiele mniej jasne, emitujące większość promieniowania w zakresie podczerwieni właśnie. Wiadomo też dzisiaj, że wokół wielu czerwonych karłów na pewno krążą planety.
Czy TESS znajdzie życie poza Ziemią?
Wydaje się więc, że po naprawdę spektakularnych dokonaniach Keplera nadchodzi czas dokładniejszego i bardziej efektywniejszego poszukiwania obcych planet krążących wokół odległych i mniej odległych gwiazd. Pozwoli nam na to satelita TESS.
Wokół wielu z tych gwiazd krążą planety podobne do Ziemi i to w strefach ekologicznych (nie za blisko i nie za daleko od gwiazdy), a więc ciała, na których może powstać i utrzymać się życie. Że tak jest, nie ma co do tego wątpliwości, chodzi teraz o to, by te planety znaleźć.