TESS. Credit: NASA
TESS. Credit: NASA

Už před startem TESS se objevilo několik studií, které se snažily odhadnout, kolik planet by mohl lovec exoplanet najít. Bombastická čísla o 20 tisících planet se samozřejmě dostala do nadpisů. Úkolem TESS však není objevit co nejvíce planet.

TESS loví exoplanety u jasných hvězd po téměř celé obloze. Jižní a severní obloha jsou rozdělené na 13 sektorů, které se částečně překrývají.


Jednotlivé hvězdy bude TESS pozorovat 27 až 350 dní. Důležitou oblastí je CVZ (Continuous Viewing Zone), kterou pozoruje téměř rok kamera číslo čtyři.

V této části oblohy bude moci dalekohled Jamese Webba (JWST) pozorovat bez přerušení. Cílem TESS je najít planety pro průzkum atmosféry prostřednictvím JWST ale také planety, u kterých budeme moci zjistit hmotnost měřením radiálních rychlostí.

TESS pozoruje na jižní i severní polokouli 13 sektorů. Každý sledují 4 kamery. Foto: Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana, The Astrophysical Journal, CC BY 3.0
TESS pozoruje na jižní i severní polokouli 13 sektorů. Každý sledují 4 kamery. Foto: Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana, The Astrophysical Journal, CC BY 3.0

Nové odhady

Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana vzali katalog cílů TESS a provedli simulace, aby zjistili, kolik planet by měla TESS během své mise objevit.

Připomeňme, že TESS běží ve dvou režimech. Více než 200 tisíc hvězd (dohromady) je sledováno s kadencí dvou minut. Dvakrát za hodinu TESS vyfotí celé zorné pole. Z tzv. Full Frame Images (FFI) bude také možné objevit exoplanety.

Pro své simulace vědci využili celkem 3,2 milionů hvězd, ze kterých 214 tisíc bude pozorováno s dvouminutovou kadencí. Zhruba tři čtvrtiny hvězd budou pozorovány jen v rámci jednoho sektoru (cca 27 dní) a jen 2,1 % hvězd bude pozorováno současně ve 12 až 13 sektorech.

4 a 10 tisíc planet

Podle simulací bude objeveno 4400 ± 110 planet, z toho 1250 ± 70 planet bude pozorováno s dvouminutovou kadencí.

TESS by měla najít 2100 planet menší než 4 Země a 280 menší než 2 Země. Více než polovina planet bude pozorována jen v rámci jednoho sektoru. Jen 10 % planet bude pozorováno ve 12 nebo 13 sektorech současně.

Hlavní část odhadů vychází ze simulací hvězd, které jsou v katalogu CTL (Candidate Target List) a jsou tam z dobrého důvodu. Menší planety by se u nich měly objevovat nejlépe.

Dalších 10 tisíc exoplanet může TESS objevit u hvězd mimo tento katalog, ale v tomto případě může být extrémně velké procento objevů falešnými poplachy. Na jednu skutečnou planetu může připadat 11 falešných poplachů, takže půjde tak trochu o astronomické minové pole.

Počty objevených planet dle poloměru ve dvouminutové kadenci (oranžová) a FFI (modrá). Foto: Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana, The Astrophysical Journal, CC BY 3.0
Počty objevených planet dle poloměru ve dvouminutové kadenci (oranžová) a FFI (modrá). Foto: Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana, The Astrophysical Journal, CC BY 3.0
V kolika sektorech bude TESS planety pozorovat. Zleva: ve více než jednom, v jednom, ve dvou atd. Planety objevené ve dvouminutové kadenci (oranžová) a FFI (modrá). Foto: Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana, The Astrophysical Journal, CC BY 3.0
V kolika sektorech bude TESS planety pozorovat. Zleva: ve více než jednom, v jednom, ve dvou atd. Planety objevené ve dvouminutové kadenci (oranžová) a FFI (modrá). Foto: Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana, The Astrophysical Journal, CC BY 3.0
Hlavním úkolem TESS je najít planety u blízkých a jasných hvězd. V grafu je znázorněno rozložení planet dle vzdálenosti v parsecích (1 pc = 3,26 světelných let). Planety objevené ve dvouminutové kadenci (oranžová) a FFI (modrá). Foto: Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana, The Astrophysical Journal, CC BY 3.0
Hlavním úkolem TESS je najít planety u blízkých a jasných hvězd. V grafu je znázorněno rozložení planet dle vzdálenosti v parsecích (1 pc = 3,26 světelných let). Planety objevené ve dvouminutové kadenci (oranžová) a FFI (modrá). Foto: Thomas Barclay, Joshua Pepper Elisa Quintana, The Astrophysical Journal, CC BY 3.0

Spousta práce na Zemi

Přibližně sedm objevených planet bude obíhat okolo hvězdy, která je jasnější než 55 Cnc, což je v současné době nejjasnější hvězda s tranzitující planetou.

Už jsme zmínili, že cílem je najít také planety, u kterých bude možné kromě velikosti určit také hmotnost prostřednictvím měření radiálních rychlostí. K tomu je potřeba, aby mateřská hvězda byla v ideálním případě jasnější než 12 mag.

Podle studie bude objeveno 2500 planet u hvězd jasnějších než 12 mag. Z toho 1300 planet bude menších než 4 Země a 150 než 2 Země. V současné době máme 60 planet o poloměru menším než 2 Země, u kterých známe velikost i hmotnost. TESS ve spolupráci s pozemskými spektrografy tento počet významně rozšíří.

Přibližně 70 z objevených planet by mělo obíhat v obyvatelné zóně. S ohledem na schopnosti TESS budou všechny tyto planety obíhat okolo červených trpaslíků. Asi devět planet by mělo být menší než 2 Země.

Zdroj: A Revised Exoplanet Yield from the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS)