La navicella spaziale CHEOPS sta muovendo i primi timidi passi nella sua missione. Il 29 gennaio, la navicella ha aperto il coperchio della sua lente. Ora abbiamo le prime immagini di CHEOPS.
CHEOP sta perCHaratterizzareEXSUmaledizioneSatellite. È una missione dell'Agenzia spaziale europea (ESA) per studiare alcune delle stelle più luminose e vicine che sono già note per ospitare esopianeti. CHEOPS effettuerà misurazioni di precisione delle dimensioni degli esopianeti per rivelare la densità e la composizione dei mondi. Si sta concentrando sui pianeti nel super-Terra all'intervallo di massa di Nettuno.
Non eccitarti ancora troppo. Queste prime immagini non vinceranno alcun premio.
Ma non sono destinati a farlo. Il loro scopo è verificare che i sistemi del satellite funzionino, quindi la loro natura sfocata è una parte fondamentale della missione. E mentre il team attendeva le prime immagini, la tensione cresceva.
'Quando le prime immagini di un campo di stelle sono apparse sullo schermo, è stato subito chiaro a tutti che avevamo davvero un telescopio funzionante'.
Willy Benz, investigatore principale, missione CHEOPS.
'Le prime immagini che stavano per apparire sullo schermo sono state fondamentali per noi per poter determinare se l'ottica del telescopio era sopravvissuta in buone condizioni al lancio del razzo', spiega Willy Benz, professore di astrofisica all'Università di Berna e ricercatore principale della missione CHEOPS, in a comunicato stampa . 'Quando le prime immagini di un campo di stelle sono apparse sullo schermo, è stato subito chiaro a tutti che avevamo davvero un telescopio funzionante', ha detto Benz.
Prima immagine della stella scelta come bersaglio per CHEOPS dopo l'apertura del coperchio. La stella, al centro dell'immagine, si trova ad una distanza di 150 anni luce da noi, nella costellazione del Cancro. L'immagine ha una dimensione di circa 1000×1000 pixel, con ogni pixel che rappresenta un minuscolo angolo di circa 0,0003 gradi (1 secondo d'arco) nel cielo. Le altre stelle più deboli nell'immagine sono sullo sfondo del bersaglio. Il riquadro nell'angolo in basso a destra mostra una regione di circa 100 pixel di larghezza, centrata sulla stella bersaglio. La forma particolare della stella nell'immagine è dovuta alla deliberata sfocatura dell'ottica CHEOPS. CHEOPS misura la luminosità della stella sommando la luce ricevuta in tutti i pixel all'interno di una regione centrata sulla stella come illustrato dal cerchio nell'immagine. La sfocatura diffonde la luce su molti pixel, il che consente a CHEOPS di raggiungere la migliore precisione fotometrica possibile. Credito immagine: Consorzio Missione ESA/Airbus/CHEOPS
Ora che il team CHEOPS sa che il telescopio sta funzionando, ha bisogno di sapere quanto bene sta funzionando. Il team ha avuto del tempo per analizzare l'immagine e afferma che CHEOPS sta effettivamente superando le aspettative. Ma in questo caso, CHEOPS è deliberatamente sfocato per i test, quindi migliore non significa più chiaro.
'Questa immagine meravigliosamente sfocata porta la promessa di una nuova e più profonda comprensione dei mondi oltre il nostro Sistema Solare'.
Kate Isaak, scienziata del progetto Cheope dell'ESA.
'La buona notizia è che le effettive immagini sfocate ricevute sono più fluide e simmetriche di quanto ci aspettassimo dalle misurazioni eseguite in laboratorio', afferma Benz. Il test sfocato è progettato per diffondere la luce in entrata sul maggior numero possibile di pixel. I risultati diranno al team CHEOPS se il telescopio sta attenuando i suoi jitter e le sue 'variazioni da pixel a pixel'. Questa levigatura è ciò che darà a CHEOPS la sua eccezionale precisione.
Rappresentazione artistica di CHEOPS © ESA / ATG medialab
Anche se è sfocata, è la prima immagine. E questo lo rende una pietra miliare per l'ESA e il team CHEOPS.
'Questo è un momento decisivo per la missione', ha affermato Nicola Rando, project manager dell'ESA per Cheops, in a comunicato stampa .
'Per gli ingegneri e gli scienziati di tutta Europa che hanno lavorato e continuano a lavorare su Cheops, questa immagine rappresenta il culmine di molti anni di dedizione e sforzi: progettazione, pianificazione, coordinamento e costruzione di questo nuovo e unico satellite', ha affermato Rando.
'Queste analisi iniziali promettenti sono un grande sollievo e anche una spinta per la squadra'.
WILLY BENZ, INVESTIGATORE PRINCIPALE, MISSIONE CHEOPS.
Questi test riguardano la precisione di cui CHEOPS ha bisogno per compiere la sua missione. CHEOPS non è una missione alla ricerca di pianeti. Esaminerà pianeti extrasolari già conosciuti con estrema precisione. Ha bisogno di rilevare cali di luminosità estremamente piccoli quando un esopianeta transita davanti alla sua stella. Poiché è la dimensione del pianeta a determinare tale abbassamento, più precisamente CHEOPS può misurare l'abbassamento, più precisamente può determinare le dimensioni del pianeta.
'Queste analisi iniziali promettenti sono un grande sollievo e anche una spinta per la squadra', ha affermato Benz.
Questo è solo l'inizio della fase di test di CHEOPS. Nel corso di circa due mesi, il satellite scatterà più immagini. L'obiettivo generale di tutti questi test è determinare quanto può essere accurato il veicolo spaziale durante le diverse parti della sua missione. 'Analizzeremo molte più immagini in dettaglio per determinare l'esatto livello di accuratezza che può essere raggiunto da CHEOPS nei diversi aspetti del programma scientifico', ha affermato David Ehrenreich, scienziato del progetto CHEOPS presso l'Università di Ginevra. 'I risultati finora sono di buon auspicio'.
La missione CHEOPS, come tutte le missioni spaziali, è in sviluppo da anni. Traguardi come questi sono importanti e gratificano le persone che lavorano nella missione.
'Ora che Cheops ha osservato il suo primo obiettivo, siamo un passo più vicini all'inizio della scienza della missione', ha affermato Kate Isaak, scienziata del progetto ESA Cheops. 'Questa immagine meravigliosamente sfocata porta la promessa di una nuova e più profonda comprensione dei mondi oltre il nostro Sistema Solare'.
La missione Kepler ha rivoluzionato la nostra comprensione degli esopianeti. I suoi risultati hanno confermato ciò che molti avevano immaginato: la maggior parte delle stelle ospita pianeti, proprio come fa il nostro Sistema Solare. Ora, grazie soprattutto a Kepler, sappiamo di oltre 4000 esopianeti confermati. CHEOPS rappresenta il passo successivo nella caratterizzazione e comprensione degli esopianeti.
Gli sguardi preliminari sugli esopianeti non erano neanche lontanamente precisi come quelli forniti da CHEOPS. Le misurazioni a terra possono darci un'idea abbastanza precisa della massa di un esopianeta. Quando un pianeta orbita attorno alla sua stella, dà alla stella un piccolo strattone. Da quel rimorchiatore, gli astronomi possono calcolare la massa del pianeta. Ma la densità del pianeta e la sua composizione non vengono rivelate.
Ma le precise misurazioni delle dimensioni di CHEOPS, se combinate con la misurazione della massa di un pianeta, ci danno una densità e, quindi, una composizione molto più accurata. Ecco come CHEOPS farà progredire la scienza degli esopianeti.
'CHEOPS porterà la scienza degli esopianeti a un livello completamente nuovo', afferma Günther Hasinger, Direttore scientifico dell'ESA.
“Dopo la scoperta di migliaia di pianeti, la ricerca può ora passare alla caratterizzazione, indagando sulle proprietà fisiche e chimiche di molti esopianeti e scoprendo davvero di cosa sono fatti e come si sono formati. CHEOPS aprirà anche la strada alle nostre future missioni sugli esopianeti, dal telescopio internazionale James Webb al telescopio dell'ESA PIATTO e ARIEL satelliti, mantenendo la scienza europea in prima linea nella ricerca sugli esopianeti”.
Concetto artistico di esopianeta delle dimensioni di Giove che orbita relativamente vicino alla sua stella (noto anche come 'Giove caldo'). Credito: NASA/JPL-Caltech)
La missione CHEOPS durerà circa 3,5 anni. L'80% di quel tempo sarà occupato dal programma CHEOPS Guaranteed Time Observing (GTO). La maggior parte del tempo del programma GTO verrà utilizzato principalmente per osservare esopianeti conosciuti e per caratterizzarli in modo più dettagliato.
Come Keplero mostrato, gli esopianeti sono disponibili in un'ampia varietà di tipi, molti dei quali sono molto diversi da quello che vediamo nel nostro Sistema Solare. Includono Hot Jupiters, che sono enormi giganti gassosi che orbitano molto vicino alla loro stella. Ci sono pianeti bloccati dalle maree con superfici fuse. Potrebbero esserci pianeti oceanici senza superficie terrestre. E ci sono pianeti così vicini alla loro stella che la gravità li deforma in una forma simile a un uovo. CHEOPS aumenterà la nostra comprensione di tutti questi tipi di pianeti che stiamo trovando. I pianeti che caratterizza saranno probabilmente obiettivi per ulteriori studi con telescopi ancora più potenti come il James Webb Space Telescope.
Il CHEOPS GTO esaminerà anche gli esopianeti trovati con il metodo della velocità radiale e osserverà i loro transiti per trovarne le dimensioni. Esaminerà anche altri sistemi solari con più esopianeti e cercherà di trovarne altri che sono stati persi.
Alcune stelle sono note per ospitare più esopianeti. Parte della missione CHEOPS è guardare alcuni di quei sistemi solari e cercare di trovare altri pianeti che sono stati persi. I tre pianeti scoperti nel sistema L98-59 dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA sono confrontati con Marte e la Terra in ordine crescente di dimensioni in questa illustrazione. Credito: Goddard Space Flight Center della NASA
Il restante 20% del tempo di CHEOPS sarà a disposizione della comunità di astronomia nell'ambito del programma Guest Observers (GO). Un po' di quel tempo è già stato assegnato per studiare un po' di Giove Caldo HD 17156 b , l'esopianeta DS Tuc Ab che TESS ha trovato, e il sistema multi-pianeta GJ 9827 . Uno dei pianeti in orbita attorno a GJ 9827 è il più denso mai trovato e potrebbe contenere il 50% di ferro, il che lo rende un candidato molto intrigante per le osservazioni di follow-up.
Il programma scientifico di CHEOPS dovrebbe iniziare ad aprile 2020 e terminerà intorno a ottobre 2023.
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