El Telescopio TESS (II). La Estrategia de Observación.

Tras las descripción de los detalles técnicos de la fotometría continuamos desglosando los entresijos de TESS.

El objetivo principal del proyecto TESS es la detección de tránsitos de los exoplanetas más cercanos (200 parsecs) al Sistema Solar que permitan el seguimiento por otros observatorios para obtener datos adicionales. Se hará énfasis en la búsqueda de exoplanetas con las siguientes características:

• Se analizará una muestra de unas 200.000 estrellas cercanas (secuencia principal) con el objetivo de detectar exoplanetas con un diámetro igual o menor a 2,5 radios terrestres en órbitas de 10 días o menor.

• Se buscarán exoplanetas de periodo de 120 días en otra muestra de unas 10.000 estrellas de los polos de la eclíptica.

Se espera, además, poder determinar la masa de 50 planetas con menos de 4 radios terrestres.

(Fuente: NASA TESS)

La estrategia de observación de TESS dedicará el primer año al hemisferio sur y otro año más al hemisferio norte, completando la misión nominal en un total de dos años, en la que se cubrirá el 90% del cielo.

TESS va equipado con 4 cámaras con un campo conjunto de 24 x 96 grados. Con ellas observará unas 200.000 estrellas de la secuencia principal con una cadencia de 2 minutos, estrellas cercanas preseleccionadas por su especial relevancia. Además, tomará imágenes globales (FFI Full Frame Images) de 24 x 96 grados con una cadencia de 30 minutos.

Las 4 cámaras de TESS cubren un área de 24 x (24 x 4) grados.(Fuente: NASA )

Cada 27,4 días (2 órbitas) TESS cambiará de sector, eligiendo otro campo distinto de 24 x 96 grados. Como los sectores no serán totalmente disjuntos habrá zonas con solapamientos, que tendrán una exposición más prolongada, por pertenecer a varios sectores. De hecho, en el polo norte y sur de la eclíptica algunas zonas permanecerán continuamente expuestas, superando los 350 días cada una.

Cada 27,4 días TESS cambia de sector, pero algunas áreas quedarán solapadas (Fuente: NASA)

En las zonas observadas durante 27,4 días podrán detectarse 2 o 3 tránsitos de los planetas buscados de 10 días; en las zonas casi continuamente observadas serán 2 o 3 tránsitos de los planetas de 120 días.

Las áreas solapadas estarán ubicadas sobre todo en los polos de la eclíptica. (Fuente: NASA)

Para controlar el proceso se ha confeccionado una catálogo estelar de referencia con todos los objetos del cielo que pueden afectar a las detecciones. Este catálogo (TESS Input Catalog. TIC) de varios cientos de millones de objetos se ha utilizado para obtener la submuestra de más de 200.000 estrellas (Candidate Target List, CTL).

Esto contrasta con el planteamiento de Kepler que no fue otro que observar  durante 2009-2015 una región del cielo (Cygnus-Lirae) de 115 grados cuadrados (sólo un 0,25 % del cielo, frente al 90% de TESS) fijamente. Se tomó una muestra de 190.000 estrellas, observadas con una cadencia de 30 minutos. El resultado fueron más de 2.000 exoplanetas, y algunos de ellos impresionantes.

Las 19 campañas previstas del K2. Están centradas en el plano de la eclíptica. Puede verse que la 12 y la 19 se solapan (allí está TRAPPIST-1). Vamos por la 17. (Fuente: NASA Kepler GO)

Posteriormente, cuando los volantes de reacción empezaron a fallar, el telescopio Kepler se reinventó, de forma milagrosa, denominándose proyecto K2. La nueva estrategia pasaba por la observación de zonas cercanas a la elíptica por periodos de unos 80 días. Se consiguió mantener una precisión fotométrica razonable de unos 50 ppm cada 6,5 horas (magnitud 12), frente a los 30 ppm iniciales. El maltrecho telescopio, cada vez con menos combustible todavía está funcionando (actualmente en su campaña 17), pero no se espera que funcione durante mucho más tiempo. Si aguanta hasta la campaña 19 volverá a observar TRAPPIST-1...

Descripción del proyecto TESS.
https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/tess/observing-technical.html