NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) har hittat tre bekräftade exoplaneter, eller världar bortom vårt solsystem, under sina första tre månader av observationer.

Uppdragets känsliga kameror fångade också 100 kortlivade förändringar - de flesta av dem sannolikt stjärnutbrott - i samma region på himlen. De inkluderar sex supernovaexplosioner vars ljusare ljus registrerades av TESS redan innan utbrotten upptäcktes av markbaserade teleskop.

De nya upptäckterna visar att TESS levererar sitt mål att upptäcka planeter runt närliggande ljusa stjärnor. Använda markbaserade teleskop, astronomer genomför nu uppföljningsobservationer på mer än 280 TESS exoplanetkandidater.

Den första bekräftade upptäckten är en värld som heter Pi Mensae c ungefär två gånger jordens storlek. Var sjätte dag, den nya planeten kretsar runt stjärnan Pi Mensae, belägen cirka 60 ljusår bort och synlig för blotta ögat i den södra stjärnbilden Mensa. Den ljusa stjärnan Pi Mensae liknar solen i massa och storlek.

"Den här stjärnan var redan känd för att vara värd för en planet, kallas Pi Mensae b, som är ungefär 10 gånger massan av Jupiter och följer en lång och mycket excentrisk bana, sa Chelsea Huang, en Juan Carlos Torres Fellow vid Massachusetts Institute of Technologys (MIT) Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI) i Cambridge. "I kontrast, den nya planeten, kallas Pi Mensae c, har en cirkulär bana nära stjärnan, och dessa orbitala skillnader kommer att visa sig vara nyckeln till att förstå hur detta ovanliga system bildades."

Nästa är LHS 3884b, en stenig planet cirka 1,3 gånger jordens storlek som ligger cirka 49 ljusår bort i stjärnbilden Indus, vilket gör den till en av de närmaste transiterande exoplaneterna kända. Stjärnan är en cool dvärgstjärna av M-typ som är ungefär en femtedel av vår sols storlek. Att slutföra en omloppsbana var 11:e timme, planeten ligger så nära sin stjärna att en del av dess steniga yta på dagtid kan bilda pölar av smält lava.

Den tredje – och möjligen fjärde – planeterna kretsar runt HD 21749, en stjärna av K-typ cirka 80 procent av solens massa och belägen 53 ljusår bort i den södra stjärnbilden Reticulum.

Den bekräftade planeten, HD 21749b, är ungefär tre gånger jordens storlek och 23 gånger dess massa, omlopp var 36:e dag, och har en yttemperatur runt 300 grader Fahrenheit (150 grader Celsius). "Denna planet har en större densitet än Neptunus, men det är inte stenigt. Det kan vara en vattenplanet eller ha någon annan typ av betydande atmosfär, " förklarade Diana Dragomir, en Hubble-stipendiat vid MKI och huvudförfattare till en artikel som beskriver fyndet. Det är den längsta transitplaneten inom 100 ljusår från solsystemet, och den har den svalaste yttemperaturen av en transiterande exoplanet runt en stjärna som är ljusare än 10:e magnituden, eller cirka 25 gånger svagare än gränsen för mänsklig syn utan hjälp.

Vad som är ännu mer spännande är antydningar om att systemet har en andra kandidatplanet ungefär lika stor som jorden som kretsar runt stjärnan var åttonde dag. Om det bekräftas, det kan vara den minsta TESS-planeten hittills.

TESS fyra kameror, designad och byggd av MKI och MIT:s Lincoln Laboratory i Lexington, Massachusetts, spendera nästan en månad på att övervaka varje observerande sektor, en enda sträng av himlen som mäter 24 gånger 96 grader. Det primära syftet är att leta efter exoplanetpassager, som uppstår när en planet passerar framför sin värdstjärna sett ur TESS perspektiv. Detta orsakar en regelbunden dipp i stjärnans uppmätta ljusstyrka som signalerar en planets närvaro.

I sitt primära tvååriga uppdrag, TESS kommer att observera nästan hela himlen, tillhandahåller en rik katalog över världar runt närliggande stjärnor. Deras närhet till jorden kommer att möjliggöra detaljerad karaktärisering av planeterna genom uppföljande observationer från rymd- och markbaserade teleskop.

Men i sin månadslånga blick in i varje sektor, TESS registrerar många ytterligare fenomen, inklusive kometer, asteroider, flare stjärnor, förmörkande binärer, vita dvärgstjärnor och supernovor, resulterade i en astronomisk skattkammare.

Bara i den första TESS-sektorn, observerades mellan 25 juli och 22 augusti, 2018, uppdraget fångade dussintals kortlivade, eller övergående, evenemang, inklusive bilder av sex supernovor i avlägsna galaxer som senare sågs av markbaserade teleskop.

"Några av de mest intressanta vetenskaperna inträffar i början av en supernova, vilket har varit mycket svårt att observera innan TESS, sa Michael Fausnaugh, en TESS-forskare vid MKI. "NASA:s rymdteleskop Kepler fångade fem av dessa händelser när de ljusnade under dess första fyra verksamhetsår. TESS hittade lika många under sin första månad."

Dessa tidiga observationer har nyckeln till att förstå en klass av supernovor som fungerar som en viktig måttstock för kosmologiska studier. Supernovor av typ Ia bildas genom två kanaler. Den ena innebär sammanslagning av två vita dvärgar i omlopp, kompakta rester av stjärnor som solen. Den andra förekommer i system där en vit dvärg drar gas från en normal stjärna, gradvis få massa tills den blir instabil och exploderar. Astronomer vet inte vilket scenario som är vanligast, men TESS kunde upptäcka ändringar av det tidiga ljuset från explosionen som orsakades av närvaron av en stjärnkamrat.

Alla vetenskapliga data från de två första TESS-observationssektorerna släpptes nyligen till forskarvärlden genom Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) vid Space Telescope Science Institute i Baltimore.

Mer än en miljon TESS-bilder laddades ner från MAST under de första dagarna, sa Thomas Barclay, en TESS-forskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och University of Maryland, Baltimore County. "Det astronomiska samfundets reaktion på det tidiga datasläppet visade oss att världen är redo att hoppa in och lägga till uppdragets vetenskapliga rikedom.

George Ricker, beskickningens huvudutredare vid MKI, sa att TESSs kameror och rymdfarkoster presterade utmärkt. "Vi är bara halvvägs genom TESSs första verksamhetsår, och dataslussarna har precis börjat öppnas, " sade han. "När hela uppsättningen observationer av mer än 300 miljoner stjärnor och galaxer som samlats in under det tvååriga huvuduppdraget granskas av astronomer över hela världen, TESS kan mycket väl ha upptäckt så många som 10, 000 planeter, förutom hundratals supernovor och andra explosiva stjärn- och extragalaktiska transienter."