Facciamo il punto sullo stato delle due missioni spaziali dedicate alla ricerca di eso-pianeti. Con qualche apprensione per Kepler e molte soddisfazioni ed aspettative per il suo successore.

 Un paio di mesi fa avevamo parlato del passaggio di consegne in corso tra i due satelliti astronomici americani, entrambi dedicati principalmente alla ricerca di esopianeti con il metodo dei transiti stellari.

 Cominciamo dal veterano Kepler, lanciato 9 anni fa ma che non vuole saperne di andare in pensione nonostante le molte vicissitudini e qualche nuova apprensione.

 Durante la scorsa primavera, il satellite aveva effettuato il diciottesimo ciclo di osservazioni nell’ambito della missione estesa “K2”, iniziata nel 2014 dopo che la missione primaria si era esaurita per il guasto dell’ultima “reaction wheel”. Le osservazioni riguardavano una regione nella costellazione del Cancro già studiata due anni prima e, una volta concluse, il veicolo è rimasto per quasi un mese in “ibernazione”; il 3 Agosto è stato risvegliato e ha trasmesso con successo i risultati a Terra, nell’arco di 6 giorni.

 Successivamente, gli è stato ordinato di farsi un altro “sonnellino” mentre il team a terra analizzava a fondo lo stato di salute del veicolo e in particolare la situazione dei serbatoi di idrazina, il combustibile necessario per le vitali manovre di ri-orientamento verso Terra. Queste analisi hanno effettivamente rivelato il comportamento anomalo di uno dei razzi usati per controllare l’assetto e, per porre rimedio, si è deciso di riconfigurare il funzionamento del veicolo [presumibilmente escludendo quel retrorazzo, NdR].

 A quanto pare, contro le previsioni più pessimistiche, l’intervento è riuscito e il 29 agosto l’indomito Kepler ha iniziato il diciannovesimo ciclo di osservazioni K2, anche se le indicazioni preliminari mostrano un leggero degrado delle prestazioni in termini di stabilità di puntamento. In realtà, non è chiaro quanto combustibile sia rimasto a bordo e quindi è impossibile stabilire se Kepler sarà in grado di portare a termine anche queste osservazioni e, soprattutto, se riuscirà a trasmettere i risultati a Terra; il team appare fiducioso e si continua a monitorare da vicino la situazione.

Kepler planets

 Nel frattempo, l’ultimo aggiornamento sui risultati scientifici dice che, durante l’attuale fase K2, Kepler ha avvistato 493 esopianeti di cui 325 già confermati da altri osservatori. Complessivamente, la missione ha scoperto circa 2300 esopianeti di cui 30 di dimensioni simili alla Terra e situati in fascia abitabile. Nella figura qui sopra, gli esopianeti scoperti da Kepler sono in bianco (si veda la legenda in alto a destra) e, come si vede, tendono ad avere dimensioni e periodi medio-piccoli.

 Passiamo al successore di Kepler, il “Transiting Exoplanet Survey Satellite” o TESS: posto in un’orbita fortemente eccentrica con periodo di 13,7 giorni, aveva iniziato le attività scientifiche a fine luglio ma la prima immagine pubblica, la cosiddetta “prima luce”, risale al 7 agosto ed è una esposizione di 30 minuti riportata qui sotto. Il satellite ha catturato una striscia di cielo australe ampia 24°x96°, creata combinando i campi delle sue quattro fotocamere, ognuna dotata di 4 sensori CCD affiancati (questo spiega le strisce nere non osservate); la porzione in rosso è quella riportata (ingrandita) nell’immagine di apertura. La fascia di cielo abbraccia una dozzina di costellazioni, dal Capricorno al Pittore, e mostra oggetti celesti notevoli, tra cui le due nubi di Magellano e diversi ammassi globulari; alcune stelle più luminose, come “Beta Gruis” e “R Doradus”, hanno saturato un’intera colonna di pixel del rivelatore sulla seconda e quarta fotocamera. La versione con le indicazioni dei principali astri è a questo link

TESS First Light Quarter e

 Al centro, il settore di cielo australe completo ripreso da TESS e, ai lati, gli ingrandimenti delle porzioni riprese dalle 4 fotocamere. – Credits: NASA/MIT/TESS – Processing: M. Di Lorenzo 

 Quello fotografato è solo il primo dei 26 settori che verranno osservati da TESS nell’arco di due anni, uno ogni 27 giorni. Come mostrato nelle mappe e nella tabella sottostante, il 23 agosto è già iniziata l’osservazione del secondo settore, posto circa 27° più ad oriente. Ogni volta che il satellite si avvicina al perigeo, i dati vengono trasmessi a Terra e questo avviene due volte per ogni settore.

 Il “Deep Space Network” (DSN) della NASA riceve e inoltra i dati al centro operativo del MIT per la valutazione e l’analisi iniziale mentre l’elaborazione completa avviene attraverso la filiera dello “Science Processing and Operations Center” presso l’Ames Research Center della NASA in California; questo fornisce immagini e curve di luce calibrate, a disposizione degli scienziati che possono analizzarle per trovare promettenti candidati di transiti da esopianeti.

 Le stelle bersaglio di TESS si trovano generalmente da 30 a 300 anni luce di distanza e sono 30-100 volte più luminose rispetto agli obiettivi di Kepler, posti tipicamente a 300-3000 anni luce. La luminosità delle stelle esplorate da TESS le rende candidati ideali per lo studio successivo da Terra tramite spettroscopia, in modo da ricavare un quadro completo di come sono fatti quei sistemi planetari.

TESS sector maps

Proiezione in coordinate eclittiche (a sinistra) ed equatoriali (a destra) del primo e di tutti i 13 settori australi esplorati da TESS – Credits: NASA/MIT/TESS – Processing: M. Di Lorenzo

TESS 1st run

Periodi di osservazione e coordinate celesti dei 13 settori australi esplorati dalle 4 fotocamere TESS – Credits: NASA/MIT/TESS

 L’analisi dei dati relativi al primo settore è già iniziata alcuni giorni fa. L’anno prossimo, inizierà l’osservazione dell’emisfero settentrionale.

Ririferimenti:

https://www.nasa.gov/ames/kepler/kepler-spacecraft-updates

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/nasa-s-tess-shares-first-science-image-in-hunt-to-find-new-worlds

https://svs.gsfc.nasa.gov/13069

https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/tess/sector-1-data-are-being-processed-and-validated.html

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