SATELLITE ARCHIVE

// Exoplanet survey telescope · NASA / MIT · 2018

TESS
TRANSITING EXOPLANET SURVEY SATELLITE

TESSは、明るく近い星を広く見張り、惑星が星の前を横切るときのわずかな減光を探す宇宙望遠鏡。Keplerが深く狭く見たなら、TESSは全天を広く素早く掃く。

4
広視野カメラ
2018
打上げ
可視
観測波長
拡張運用中🇺🇸 NASA・MIT系外惑星探査

01基本情報

地球近傍の明るい恒星を優先し、後続望遠鏡で詳しく調べやすい惑星候補を増やす。

開発・運用NASA / MIT NASA Explorer Program
打上げ2018年4月18日 Falcon 9、Cape Canaveral
状態拡張ミッション中
観測方法トランジット法 星の減光を時系列で検出
軌道高楕円地球軌道 月と2:1共鳴する約13.7日周期の安定軌道
機器4台の広視野カメラ
観測対象近傍の明るい恒星
波長可視光

02ミッション

TESSの狙いは「見つけて終わり」ではない。次に詳しく調べる価値がある、近くて明るい恒星の惑星を探すことだ。

全天をセクターに分ける

TESSは空を細長い観測セクターに分け、同じ領域を数週間単位で見続ける。惑星が恒星の前を通ると、光度曲線に周期的な小さな落ち込みが現れる。この単純な変化を大量の恒星で探す。

Keplerとの役割分担

Keplerは狭い領域を深く見て、銀河に惑星がありふれていることを示した。TESSはその次の段階として、地球から比較的近く、明るい星を重点的に調べる。大気観測や質量測定へつなげやすい標的を選ぶ衛星である。

変光天体の広域監視機でもある

NASAはTESSが系外惑星だけでなく、小惑星、脈動星、超新星を含む遠方銀河など、明るさが変わる天体を監視すると説明している。惑星探査衛星でありながら、時間領域天文学の広い入口にもなった。

惑星発見は共同作業の入口

TESSが見つけるのは、多くの場合「惑星らしい減光」である。恒星の活動、食連星、背景天体の混入など、惑星ではない信号もたくさん混じる。地上望遠鏡やJWST、CHEOPS、分光観測による追跡で質量や大気を調べて初めて、候補は性格を持った惑星になる。TESSは発見そのものより、次の観測へ渡すリストを作る衛星である。

全天サーベイの時間軸

TESSは同じ空を何度も巡回し、最初の主ミッション後も拡張観測でカバー域を広げた。これにより、長周期惑星や、数年ぶりに変化する恒星活動、突発天体を拾いやすくなっている。広視野の測光を続けることが、惑星探査と時間領域天文学を同時に育てている。

  1. 2018-04-18
    打上げ
    Falcon 9で地球高楕円軌道へ。
  2. 2018
    科学観測開始
    南天から全天サーベイを開始。
  3. 2020
    主ミッション完了
    2年間の主ミッション後も拡張観測へ。
  4. 2025
    全天マップ更新
    多数の確定・候補惑星を含む広域成果が公開される。

03エピソード

TESSは「見つける衛星」であり、次の望遠鏡へバトンを渡す衛星である。

Keplerの次に、近い星へ

Keplerは狭い領域を長く見て、銀河には惑星がありふれていることを示した。TESSは戦略を変え、明るく近い恒星を広く見た。大気観測や質量測定へ進める候補を選ぶため、発見後の「調べやすさ」まで含めて設計された。

月と2:1で響く軌道

TESSの高楕円軌道は、月と2:1の共鳴に近い安定な軌道で、地球の放射線帯や熱変動を避けながら長時間観測できる。地味だが、測光の安定性とデータ送信のしやすさを両立する巧い軌道である。

関連資料: MIT TESS project

小さな減光に惑星が隠れる

トランジット法で探す減光は、恒星の明るさのごく一部でしかない。星の黒点や揺らぎ、観測ノイズを越えて周期的な落ち込みを見つけるため、TESSの成果はカメラだけでなく光度曲線解析の成果でもある。

関連資料: NASA HEASARC TESS

惑星以外も大量に拾う

明るさの変化を広く見張る衛星は、惑星だけに反応するわけではない。脈動星、食連星、小惑星、超新星、活動銀河核も時系列データに現れる。TESSは系外惑星探査機でありながら、全天の変光カタログを作る観測所にもなった。

04軌道

月の摂動を利用した高楕円軌道で、長い連続観測時間と低い熱・放射環境変動を得る。

EARTHTESSMoonHigh Earth orbit / 2:1 lunar resonance concept

05搭載機器

CAMERA x4

広視野カメラ

4台のカメラで広い空を同時に測光し、恒星の明るさの時間変化を記録する。

CCD

可視光検出器

星の明るさを高い安定性で測り、微小な減光を拾う。

PIPELINE

光度曲線解析

膨大な時系列から、周期的なトランジット候補を抽出する地上解析系。

06設計

TESSは大口径で一点を深く見る望遠鏡ではない。小さめのカメラを複数並べ、広い空を安定して測光することに徹した。明るい恒星を選ぶ設計により、発見後の分光観測や大気観測へつなげやすい。

4台カメラで空を短冊にする

4台の広視野カメラは縦に並び、空の長いセクターを一度に見る。一定期間その領域を測光し続け、次のセクターへ移ることで全天を掃く。高解像度の美しい画像ではなく、安定した時系列を大量に作ることが設計の中心である。

発見後の観測を見越したターゲット選び

暗い遠方の星で惑星候補が見つかっても、大気や質量を詳しく調べるのは難しい。TESSが近く明るい星を重視するのは、発見をJWSTや地上大型望遠鏡へつなげるためである。衛星の価値はカタログ数だけでなく、次に調べられる候補を増やす点にある。

08資料

  • NASA TESS mission page
    打上げ日、状態、目的、観測対象を確認。 · NASA Science
  • MIT TESS project
    ミッション設計と候補惑星情報。 · MIT
  • TESS HEASARC archive
    観測データ、解析資料、ミッション文書への入口。 · NASA HEASARC