Der TESS-Input-Katalog (Originalartikel vom 31.08.2018)

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)

Eine künstlerische Darstellung des Satelliten TESS. Der Satellit, im April 2018 gestartet, arbeitet mit einem gerade aktualisierten Katalog ausgewählter Sterne und deren Eigenschaften. NASA / TESS

 

Der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), etwa „Satellit zur Himmelsdurchmusterung nach transitierenden Exoplaneten“, gestartet am 18. April 2018, hat als Kernaufgabe das Ziel, kleine transitierende Exoplaneten zu entdecken, die um nah gelegene helle Sterne kreisen. Um dies verwirklichen zu können, wird der Satellit in den nächsten beiden Jahren eine nahezu den gesamten Himmel erfassende photometrische Durchmusterung durchführen. Für 27.4 Tage wird TESS jeweils eine Region am Himmel betrachten, während seine 64-Millionen-Pixel Kamera alle 30 Minuten Beobachtungen in dem Bemühen erlangt, die schwachen Einbrüche im Sternlicht zu erkennen, die den Vorbeizug eines Planeten vor der Oberfläche eines fernen Sterns anzeigen. (Mehrere Hunderttausend dieser Pixel werden in einem 2-Minuten-Rhythmus speichern, um ausgewählte Ziele genauer zu untersuchen.) Nach 27.4 Tagen wird TESS auf eine andere Region am Himmel ausgerichtet und der Vorgang wiederholt sich.

Allerdings benötigt TESS einen Bezugskatalog geeigneter Sterne, um zu wissen, welche Sterne in der jeweiligen Region zu beobachten sind. Die höchst erfolgreiche Exoplaneten-Mission Kepler hatte einen ähnlichen stellaren Bezugskatalog. Der TESS-Input-Katalog (TIK) wird nicht nur zur Auswahl optimaler Ziele genutzt, er ist auch dafür gedacht, die Eigenschaften eines jeden Sterns bereitzustellen, Eigenschaften, die für die Bestimmung von Sternradien (und daraus folgend Planetenradien) und anderen wichtigen Daten des möglichen Exoplanetensystems nötig sind. Nicht zuletzt erkennt jeder TESS-Pixel ein relativ großes Areal am Himmel (20×20 Bogensekunden), das mehrere Objekte enthalten könnte und folglich darf der Katalog nur leuchtkräftige Sterne, von denen bekannt ist, daß sie sich in ihrer Leuchtkraft nicht ändern, vorgeben. Schließlich wird der Katalog auch für Objekte benutzt werden, mit denen die Leistungsfähigkeit des Systems getestet und nach falsch positiven Ergebnissen gesucht wird.

Die CfA-Astronomen Martin Paegert, Willie Torres und Dave Latham, Mitglieder des großen TESS-Konsortiums, entwickelten mit sechzehn Kollegen den TESS-Input-Katalog; sie erstellten auch eine Kandidatenliste, die Sterne entsprechend den kleinsten, transitierenden Exoplaneten, die meßbar sind, einen Vorrang einräumt, und für die eine Abtastzeit von 30 Minuten nicht ausreichend genug ist. Ihr TIC hat sechs Vorgänger durchlaufen, aber mit dem Start von TESS ist die neue siebte Version besonders hochwertig. Der vollständige TIC enthält 473 Millionen Quellen, wovon die überwiegende Mehrheit Punktquellen sind. TIC wurde aus bestehenden, vollständigen Nahinfrarot-Himmelsdurchmusterungen von Sternen zusammengestellt und dann unter Zuhilfenahme einer Vielzahl anderer Quellen, wie etwa der neuen Weltraummission Gaia, gefiltert. Da das Ziel von TESS die Entdeckung kleiner transitierender Exoplaneten ist, legt der Katalog seinen Schwerpunkt auf helle, kalte Zwergsterne, bei denen die Entdeckung kleinerer Exoplaneten einfacher sein wird. Eine Untersuchung der TIC-Einträge zeigt, daß einige Sterntypen, wie K-Zwerge, unterrepräsentiert sind und die Autoren diskutieren die Entstehung und Folgen dieser statistischen Besonderheiten und führen zudem eine Überprüfung der Verteilung der stellaren Massen, Temperaturen und das Vorkommen möglicher Doppelsterne durch. Wenn TESS beginnt, Entdeckungen neuer Exoplaneten bekannt zu geben, wird viel von diesem Erfolg auf dem umsichtigen Katalog beruhen, nach dem sich die Beobachtungen von TESS richten.

Literatur:
„The TESS Input Catalog and Candidate Target List“
Keivan G. Stassun, Ryan J. Oelkers, Joshua Pepper, Martin Paegert, Nathan De Lee, Guillermo Torres, David W. Latham, Stéphane Charpinet, Courtney D. Dressing, Daniel Huber, Stephen R. Kane, Sébastien Lépine, Andrew Mann, Philip S. Muirhead, Bárbara Rojas-Ayala, Roberto Silvotti, Scott W. Fleming, Al Levine, and Peter Plavchan
The Astronomical Journal, 156:102, 2018 August

oder

arXiv1706.00495v6 [astro-ph.EP] 4 Sep 2018