¿Cuántos exoplanetas hay? No hace mucho tiempo, no sabíamos si había alguna. Luego detectamos algunos alrededor de los púlsares. Luego se lanzó la nave espacial Kepler y descubrió un par de miles más. Ahora el TESS (Satélite de Encuesta de Exoplanetas en Transito) de la NASA está operativo, y un nuevo estudio predice sus hallazgos.
Los hallazgos de Kepler nos dieron una mejor idea de los tipos y números de planetas en otros sistemas solares. Pero Kepler tenía sus limitaciones y su propio sesgo de muestreo debido a sus métodos de medición. Kepler también solo se enfocó en un área pequeña del cielo, que comprende aproximadamente el 0.25% del cielo. Es posible, pero no necesariamente probable, que la pequeña parte del cielo centrada en Kepler no sea representativa de una muestra más grande.
TESS es muy diferente a Kepler, especialmente en el área del cielo que cubre. Realizará una encuesta de todo el cielo, en lugar de una encuesta centrada en una pequeña porción del cielo. El nuevo cazador de planetas de la NASA también se centrará en las estrellas más brillantes. Esto se debe a que su objetivo científico principal es encontrar planetas más grandes que Neptuno que orbitan estrellas brillantes. Las estrellas deben ser brillantes para que las observaciones espectroscópicas de seguimiento puedan determinar las masas de los planetas y las composiciones atmosféricas.
A pesar de que no tenemos un consenso sobre cuán comunes son los exoplanetas en términos de su tamaño y períodos orbitales, Kepler nos mostró que los exoplanetas son comunes. La mayoría de las estrellas los tienen. Pero muchos de los exoplanetas que encontró Kepler son extremadamente distantes, de cientos a miles de parsecs de distancia. Por lo tanto, las observaciones detalladas de seguimiento son difíciles de imposibles. Dado que Tess se está enfocando en estrellas más cercanas y brillantes más cercanas a la Tierra, facilitando las observaciones de seguimiento con otros ‘ámbitos, sus resultados deberían ser más representativos y más precisos para determinar las poblaciones de exoplanetas.
Un nuevo estudio de Thomas Barclay, de la NASA y de la Universidad de Maryland, Joshua Pepper, de la Universidad de Lehigh, y Elisa Quintana, de la NASA, predijeron los resultados de TESS. Su artículo fue publicado en The Astrophysical Journal. Los tres investigadores utilizaron lo que sabemos sobre la población estelar y lo que sabemos sobre las poblaciones de exoplanetas, combinado con los modos de observación de TESS, para elaborar sus estimaciones.
Hay tres factores en su simulación:
- Una simulación de la población estelar que TESS observará.
- Una muestra representativa de planetas orbitando esas estrellas.
- Una predicción de cuántos de esos planetas detectará TESS.
Sus estimaciones se denominan "simulación de rendimiento" y no es la primera que inventan los astrónomos. Pero antes de llegar a los números, una pregunta: ¿Por qué necesitamos saber de antemano qué encontrará TESS?
La respuesta a eso es obtener una ventaja sobre cómo podría ser un programa de observación de seguimiento. A los astrónomos les gusta planificar con anticipación, ya que observar los recursos es muy caro. No quieren esperar hasta que todos los resultados de TESS estén listos antes de pensar en los próximos pasos. O tal vez solo están emocionados como niños en una historia de dulces. Un poco de ambos, probablemente.
Barclay, Pepper y Quintana realizaron su simulación 300 veces para obtener su rendimiento previsto. Hay muchos detalles en sus resultados relacionados con el tipo de estrella que orbitan los planetas, el modo de observación diferente utilizado para detectar qué planetas y cómo se relaciona todo con las observaciones de seguimiento. Pero en una forma más breve, esto es lo que los tres investigadores creen que TESS encontrará durante su misión planificada de dos años:
- 14,000 exoplanetas totales
- 2100 de ellos serán más pequeños que 4 Radio de la Tierra (4R), 280 de ellos más pequeños que 2R
- 70 planetas habitables que orbitan alrededor de estrellas enanas rojas, 9 de ellas más pequeñas que 2R
- 10 mundos similares a la Tierra de menos de 2R que podrían estar en la zona habitable de una estrella como nuestro Sol
Ese es un recorrido bastante emocionante. 14,000 exoplanetas, de los cuales 10 podrían ser mundos similares a la Tierra en la zona habitable de una estrella como el Sol. No significa que eso sea lo que TESS encontrará, pero debería ser una buena aproximación y una intrigante. Especialmente porque, a diferencia de Kepler, los exoplanetas de TESS son objetivos principales para una mayor observación y caracterización.
Esta no es la primera simulación de rendimiento para TESS. Pero esta se realiza con población estelar real en lugar de simulada, por lo que debería ser más precisa. Aquí se puede ver otra simulación de rendimiento de 2015, y una de 2017 aquí.
Los rendimientos de la simulación nos muestran que es probable que encontremos planetas similares a la Tierra en zonas habitables. La mayoría de ellos estarán en órbita alrededor de enanas rojas, pero un pequeño número debería estar alrededor de estrellas similares al Sol. Esto es lo que todos quieren saber.
Pero quizás lo más importante, estas simulaciones nos muestran que TESS cumplirá su objetivo de misión: detectar una gran cantidad de planetas más pequeños que Neptuno que pueden examinarse en estudios de seguimiento para determinar sus masas y constituciones atmosféricas.
En ambos casos, TESS está en camino de entregar algunos resultados sólidos.
- Documento de investigación: un rendimiento de exoplanetas revisado del satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS)
- Documento de investigación: SATÉLITE DE ENCUESTA DE EXOPLANET EN TRÁNSITO: SIMULACIONES DE DETECCIONES DE PLANETAS Y FALSOS ASTROFÍSICOS
- Documento de investigación: Simulaciones de detección de planetas para varias posibles misiones extendidas de TESS
- Centro de Apoyo Científico TESS de la NASA
- Descripción de la misión Kepler de la NASA
- Entrada de Wikipedia: TESS
