Continuando con la serie de entradas sobre el proyecto TESS llegamos a la pregunta crucial que todos nos hacemos:
¿Cuántos exoplanetas podrá descubrir TESS?
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| La sugerente imagen de un Falcon 9 despegando para poner en órbita el telescopio TESS. (Fuente; NASA. Equipo TESS.) |
Thomas Barclay, un investigador curtido por la experiencia de trabajar durante varios en el proyecto del telescopio Kepler, ha intentado responder a esta cuestión. Para ello, ha utilizado el catálogo de referencia de TESS (TESS Input Catalog. TIC) para realizar simulaciones de Monte Carlo en un intento de proyectar el número y la naturaleza de los exoplanetas que TESS podrá detectar. Los ratios de frecuencias de exoplanetas utilizados para el estudio ha sido obtenidos gracias al proyecto Kepler, aunque sus cifras finales es un tema sobre el que todavía hay cierto debate.
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| Barclay, el autor del artículo, posa delante del Falcon 9, justo antes del despegue. La emoción le desborda, y no es para menos. Tras muchos años de trabajar con Kepler, TESS viene a descubrir todavía más exoplanetas. (Fuente: Thomas Barclay) |
Se habla de más 16.000 exoplanetas nuevos. No es poco si tenemos en cuenta que actualmente superamos los 3.767 exoplanetas conocidos (http://exoplanet.eu).
Los descubrimientos de Kepler arrojan miles de exoplanetas (algunos realmente interesantes), pero en su mayoría en estrellas lejanas y tenues que hacían difícil su seguimiento. Por el contrario, muchos exoplanetas de los miles que TESS descubrirá, serán estrellas cercanas y brillantes que podrán ser objeto de estudios adicionales por otros observatorios.
Según las simulaciones 47 exoplanetas estarán a menos de 50 parsecs y 236 a menos de 100 parsecs. De esta forma, se doblará y cuadruplicará, respectivamente, en número de exoplanetas con tránsitos conocidos a estas distancias. Incluso se estima que se detectarán unos pocos tránsitos más cercanos que los tránsitos más cercanos conocidos actualmente (HD 219134 b y c).
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| En negro tránsitos ya conocidos. En naranja las estimaciones de Barclay. TESS proporcionará tránsitos más cercanos que HD 219134 b y c, los tránsitos más cercanos conocidos, a unos 20 años luz. (Fuente: Thomas Barclay) |
Se estima que 46 de los planetas serán claramente terrestres, de menos de 1.25 radios terrestres, y 240 supertierras (entre 1,25 y 2 radios terrestres). Barclay proporciona estimaciones algo más conservadoras: Sullivan en 2015 estimaba 560 exoplanetas de menos de 2 radios terrestres frente a los 286 (=46+240) de Barclay en 2018.
Como sabemos, la estrategia de observación de TESS pasa por buscar tránsitos en una muestra inicial de unas 200.000 estrellas (Candidate Target List, CTL), con una cadencia de 2 minutos. En esta muestra cabe esperar unos 1.250 exoplanetas, de los que unos 250 serán menores que 2 radios terrestres (supertierras). Es decir, La mayoría de estas 286 supertierras+tierras las proporcionará esta lista.
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| Estimaciones de exoplanetas nuevos en función del radio. (Fuente: Thomas Barclay) |
El resto de las estrellas son observadas con una cadencia más prolongada de unos 30 minutos (FFI). En esta muestra caben esperar más de 3.200 exoplanetas en las estrellas más brillante. Además habrá que añadir los más de 10.000 en las estrellas que son algo más tenues. Serán en su mayoría serán planetas grandes y gaseosos.
Los exoplanetas que TESS proporcionará orbitarán alrededor de estrellas brillantes. Proporcionará 160 supertierras en estrellas con magnitud visible 12 o menor, cuya masa podrá ser estudiada con técnicas de velocidad radial. Sin duda, muchos observatorios terrestres tendrán trabajo. La estrella más brillante con tránsitos es 55 Cancri. Pues bien, TESS descubrirá 10 exoplanetas en estrellas aún más brillantes.
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| Nuevos exoplanetas en función de la magnitud de la estrella. Muchos de ellos serán brillantes y podrán ser estudiados desde la Tierra. (Fuente: Thomas Barclay) |
Finalmente, la simulación aporta 71 exoplanetas en la Zona Habitable Optimista de enanas rojas, siendo 10 de ellas tierras o supertierras, con menos de 2,5 radios terrestres que, además (por si esto fuera poco), estarán orbitando en estrellas M3V o posterior y tendrán un brillo suficiente (Ks 10 o menor) para ser objeto de seguimiento con el futuro telescopio espacial JWST.
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| Nuevos exoplanetas en estrellas frías y brillantes (estarán al alcance del JWST). En el recuadro se incluyen las 10 de tamaño reducido y en la Zona Habitable optimista. (Fuente: Thomas Barclay) |
El autor además asegura que sus proyecciones tienen un sesgo conservador, siendo menos optimistas que otras anteriores (Sullivan, 2015), que asumen una configuración del hardware de TESS que finalmente se vio algo reducida en la configuración final.
Todas estas proyecciones (Sullivan 2015, Barclay 2018) asumen la detección de 2 o 3 tránsitos como mínimo para anunciar una detección. Como consecuencia de la estrategia de observación de TESS, las tierras y supertierras potencialmente habitables estarán en estrellas pequeñas y tendrán periodos que no superarán en mucho los 20 días.
Recientemente, ha aparecido un nuevo estudio (Villanueva et al.) sobre estimaciones de detecciones de TESS basadas en un único tránsito. Para estos hallazgos el seguimiento desde la Tierra será esencial. A las estimaciones de Barclay habrá que añadir 79 exoplanetas más basados en un único tránsito que estarán en la zona habitable. Y algunos de ellos serán planetas de periodo largo, orbitando en la zona habitable de estrellas grandes, FGK...
Son proyecciones fenomenales pero tengamos cautela. Todas estas estimaciones, claro está, dependen de que una vez puesto en órbita el TESS muestre la misma precisión fotométrica con la que fue diseñado. Como sabemos, esto no ocurrió con Kepler.
De cualquier forma, no cabe duda de que durante los próximos años TESS va a proporcionar excitantes resultados…
Estemos atentos.
2015. Las primeras estimaciones de Sullivan et al.
2017. Bouma et al. realizan correcciones a las estimaciones de Sullivan. Incorpora escenarios de TESS sobre las posibilidades una vez finalizado el proyecto actual de 2 años.
2018. Ballard se centra en las estimaciones de exoplanetas en las enanas rojas.
2018. Thomas Barclay et. aporta estimaciones basadas en las de Sullivan incorporando el catálogo TESS (TIC) y la configuración del hardware final.
2018. Las estimaciones de Villanueva et al. basadas en un único tránsito.
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