jueves, 10 de mayo de 2018

El telescopio TESS (IV). Misiones extendidas y el futuro de TESS.

Se estima que el telescopio TESS podría descubrir más de 16.000 exoplanetas durante su misión primaria de dos años. El primer año lo dedicará al hemisferio sur y el segundo año el hemisferio norte de la eclíptica. Pasados estos dos primeros años si el telescopio sigue en buena forma todavía no está definido cuál será el objetivo de TESS. Actualmente se está a la espera de recibir propuestas para esta “misión extendida” pero ya hay algunas ideas definidas.

Reprezsentación artística de TESS: (Fuente: ESO.)


Bouma y Winn de la Universidad de Princeton han aportado algunas consideraciones que podrían permitir perfilar esta misión extendida. Por lo pronto, ya han sido definidos 6 posibles escenarios para el tercer año:
  • HEMI. Se toma uno de los hemisferios y se sigue observando de la misma manera que en la misión primaria.
  • HEMI+ECL. Se toma uno de los hemisferios y se sigue observando, con la diferencia de que se incluye la parte de la eclíptica, que actualmente no forma parte de la estrategia de observación de TESS. Para ello, se sacrifica el polo de la eclíptica, que deja de observarse.
  • POLE. se observa únicamente uno de los dos polos de la eclíptica.
  • ECL-LONG. Se observa la eclíptica, haciendo que el eje largo (96 grados) del campo visual coincida con la eclíptica. Cuando la Luna o la Tierra no lo permitan se enfocará a uno de los polos de la eclíptica.
  • ECL-SHORT. Igual, pero se hace coincidir el eje más corto (24 grados) con la eclíptica.
  • ALLSKY. Se cubre casi todo el cielo, pero para hacerlo durante todo un año, se alterna hemisferio norte y sur, reduciendo el tiwmp de exposición por sector, de 27,4 días a 14.

Descripción gráfica de los 6 escenarios. (Bouma et al.)


HEMI+ECL, POLE y ALLSKY son las que más planetas de menos de 4 radios terrestres prometen detectar. De cualquier forma,  no hay diferencias muy grandes entre unas y otras en las cantidades dependiendo de la estrategia elegida.

La finalización de la misión primaria de 2 años y el inicio de la misión extendida no debería suponer una reducción drástica de detecciones. Por el contrario, aunque las estimaciones para los dos primeros años sean optimistas, se estima que el ritmo se mantendrá durante el tercer año (subneptunos o menores), sumando más planetas a estas estimaciones. Habrá muchos exoplanetas que habrán escapado a la detección en los dos primeros años y que, con la información y los tránsitos adicionales que proporcione el tercer año, pueden alcanzar una relación Señal/Ruido que los haga detectables.

Los planetas del tercer año serán planetas de periodo más largo que no hayan sido detectados en las campañas de 27,4 días de la misión primaria. De esta manera, podrían aparecer planetas potencialmente habitables en estrellas algo más grandes. Un tipo de planeta de periodo largo que se podrá detectar con mayor probabilidad es el circumbinario, que orbita alrededor de varias estrellas conjuntamente. También se podrán detectar exoplanetas en estrellas poco brillantes que necesitan más tránsitos para permitir su detección.

Otra de las ventajas será que las predicciones de las efemérides sobre los exoplanetas existentes podrán ser verificadas. Es decir, los exoplanetas detectados durante la fase primaria producirán tránsitos durante la fase extendida que podrán ser observados, permitiendo la mejora de la calidad de los parámetros de los exoplanetas, incluyendo el refinamiento de los tiempos de paso y sus variaciones (TTV), que en algunos tipos de sistemas multiplanetarios permite la medición de las masas.

Una posibilidad de la misión extendida será ampliar el llamado Candidate Target List (CTL), actualmente de más de 200.000 estrellas seguidas con una cadencia frecuente (cada 2 minutos), incorporando otras estrellas porque hayan mostrados tránsitos en la fase primaria. 

El CTL de la misión primaria se centra en estrellas de la secuencia principal (M, K, G y F). Pero podrán incorporarse estrellas evolucionadas, enanas blancas, binarias eclipsantes, estrellas grandes (O, B, A) y otras,

Una de las ideas que está cobrando fuerza es la observación de clusters abiertos, con muchas estrellas jóvenes. Muchos están acumulados en el hemisferio sur, lo que fortalece la idea de una misión tipo HEMI.

Mis favoritas son las misiones ECL-SHORT y, sobre todo, ECL-LONG, ya que permitirán sinergias con el K2, la misión final del telescopio Kepler. Conjuntar los datos del K2 y los datos del TESS de la eclíptica quizá nos abra la posibilidad de detectar exoplanetas de periodo largo y multiplicar el número de detecciones de planetas interesantes.

Exoplanetas detectables en cada uno de los escenarios. Planetas de menos de 4 radios terrestres. new son planetas detectados durante la misión extendida. pri son los descubiertos durante la misión primaria de 2 años, que suelen ser como el doble que en new. HZ potencialmente habitables. atm susceptibles de análisis de la atmósfera. SNR y tra son exoplanetas que durante la pri no fueron detectado por SNR inferior a 7 o por tener menos de 2 tránsitos.(Bouma et al.2017)

Estimación de exoplanetas detectables para la misión primaria de 2 años. Únicamente planetas con menos de 4 radios terrestres. (Bouma et al. 2017)


Veremos qué propuestas se hacen.

La página web de Winn, uno de los autores, sobre el tema.

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