Ända sedan forskare upptäckte den första planeten utanför vårt solsystem, 51 Pegasi b, exoplaneternas astronomiska fält har exploderat, till stor del tack vare rymdteleskopet Kepler. Nu, med den framgångsrika lanseringen av Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), Professor Sara Seager ser en revolution inte bara i mängden nya planetdata att analysera, men också i potentialen för nya vägar för vetenskaplig upptäckt.

"TESS kommer i huvudsak att tillhandahålla katalogen över alla de bästa planeterna för att följa upp, för att observera deras atmosfärer och lära sig mer om dem, " säger Seager. "Men det skulle vara omöjligt att verkligen beskriva alla de olika saker som folk hoppas kunna göra med datan."

För Seager, Målet är att sålla igenom mängden av inkommande TESS-data för att identifiera exoplanetkandidater. I sista hand, hon säger att hon vill hitta de bästa planeterna att följa upp med atmosfärstudier för tecken på att planeten kan vara lämplig för liv.

"När jag kom till MIT för 10 år sedan, [MIT-forskare] började arbeta på TESS, så det var utgångspunkten, sade Seager, klassen 1941 professorsordförande vid MIT:s Department of Earth, Atmosfär- och planetvetenskap med anställningar vid institutionerna för fysik och flygteknik och astronautik.

Seager är biträdande vetenskapschef för TESS, ett MIT-ledd NASA Explorer-klassuppdrag. Hennes meriter inkluderar banbrytande exoplanetkarakterisering, särskilt av atmosfärer, som utgör grunden för fältet. Seager jagar för närvarande efter exoplaneter med tecken på liv, och TESS är nästa steg på den vägen.

Än så länge, forskare har bekräftat 3, 717 exoplaneter i 2, 773 system. Som en all-sky-undersökning, TESS kommer att bygga vidare på detta, observerar 85 procent av kosmos som innehåller mer än 200, 000 närliggande stjärnor, och forskare förväntar sig att identifiera ett 20-tal, 000 exoplaneter.

"TESS försöker ta allt som människor redan har gjort och göra det bättre och göra det över hela himlen, " säger Seager. Även om det här uppdraget bygger på exoplanetjakttekniker som utvecklades för år sedan, avkastningen på detta arbete bör sträcka sig långt in i framtiden. "TESS är nästan kulmen på ett par decennier av hårt arbete, försöker stryka ut rynkorna för hur man hittar planeter med transiteringsmetoden. Så, TESS förändrar inte vårt sätt att leta efter planeter, mer som att det rider på framgångsvågen av hur vi redan har gjort det."

TESS vetenskapsledarteam har åtagit sig att leverera minst 50 exoplaneter med radier mindre än fyra gånger jordens tillsammans med uppmätta massor. Som en del av TESS-uppdraget, ett internationellt arbete för att ytterligare karakterisera planetkandidaterna och deras värdstjärnor ner till listan på 50 med uppmätta massor kommer att pågå, med de bästa markbaserade teleskopen som finns tillgängliga.

För de bästa exoplaneterna för uppföljning, Seager liknar fotoner som når satellitens kameror med pengar:ju fler fotoner du har, desto bättre. Följaktligen, kamerorna är optimerade för närliggande, ljusa stjärnor. Vidare, kamerorna är kalibrerade för att gynna små, röda M dvärgstjärnor, runt vilka små planeter med en stenig yta lättare upptäcks än runt de större, gula stjärnor i solstorlek. Dessutom, forskare ställde in satelliten till exoplaneter med omloppsbanor på mindre än 13 dagar, så att två transiter används för upptäckt.

Efter 60 dagars driftsättning, TESS kommer att påbörja vetenskapsverksamhet och kommer att sända bilder till jorden varje månad, och datautvinningen börjar. Rådata kommer att skickas till NASA Ames Research Centers Science Processing Operations Center för att gå igenom dataanalyspipelinen, som baserades på Keplers datapipeline. Här, datavetare kommer att generera kalibrerade pixlar, ljuskurvor, och andra dataprodukter, som kommer att delas med MIT för att utvärdera om en minskning av ljusstyrkan beror på en planetkandidat eller, som Seager säger, en dataartefakt eller binärstjärna. Teamet kommer att bestämma storleken på dessa exoplaneter och perioden för deras omlopp, för distribution via TESS-objektets intresseförteckning (TOI). Denna information kommer att offentliggöras och arkiveras på Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) vid Space Telescope Science Institute. Parallellt, MIT-gruppen kommer att analysera deras data och bilder när de kommer ner i vad de kallar "quick-look pipeline" och börjar flagga objekt för att följa upp.

Arbetsgruppen för TESS Follow-up Observing Program kommer att undersöka om TOI:erna är planeter, genom att studera värdstjärnorna med hjälp av bilder från mark- och rymdteleskop, spaningsspektroskopi och exakt dopplerspektroskopi. För vissa planeter, uppföljningsteamet kommer i slutändan att kunna mäta planetens omloppsparametrar och massa som, tillsammans med radie, bestämmer planetens densitet.

Utöver TESS-uppföljningsprogrammet, ytterligare observationer kommer att ge data om orbitaldynamik, inklusive planet-planet interaktioner, ömsesidiga böjelser, månar, och tidvatten; atmosfärens sammansättning och struktur kan härledas genom studiet av transmissions- och emissionsspektra, albedo, fasfunktionsmätningar.

"Jag tror att om allt går som planerat, vår enda utmaning kommer att vara – det är bra – [att] vi kommer att ha så mycket data." Men, hon säger att hon är säker på att "MIT kan göra ett bra jobb, inte bara i leverans i listan över slutkandidater, men också i banbrytande ny vetenskap."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.