TESS出发！寻找新世界！今天NASA最新最棒的行星探测空间望远

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今天NASA最新最棒的行星探测空间望远镜在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空。

这颗凌日系外行星巡天测量卫星（熟悉它的人称之为TESS）有一个令人兴奋的新任务：进一步加深我们对地球在宇宙中地位的理解。

在接下来的两年里，TESS可能会发现数千颗系外行星——它们围绕遥远的恒星公转——这将帮助我们揭示太阳系在整个宇宙中究竟有多特殊。

为了实现这一目标，TESS的建造使用了过去数十年来令人惊叹的技术成果，这些成果同样巩固了我们在“系外行星探索时代（ExoplanetEra）”的地位。

开普勒号的成果

到2008年底，即NASA早先的行星探测望远镜“开普勒号（Kepler）”发射升空之前，人们发现了大约300颗系外行星。如今，这一数字增大了一个数量级：超过3700颗。

开普勒号发现了2300多颗系外行星，还有大约2200颗“候选”行星在等待进一步追踪观测。这一惊人的数字归功于航天器一眨不眨地盯着漆黑夜空，寻找行星经过地球与其恒星之间时发出的微小闪烁。

本质上说，开普勒号开展了第一次大型系外行星普查。它告诉我们行星是普遍存在的，它们是在恒星形成过程中自然而然产生的。

但是开普勒号发现的行星大多围绕暗淡而又遥远的恒星旋转。对地球上的观测者来说，追踪并且深入研究这些行星是一个巨大的挑战。

TESS的威力

开普勒号在四年里只观测了北半球星空的一小块，而TESS的目标恒星将遍布整个星空。为了实现这一目标，TESS将观测星空中一些最亮的恒星——这使得TESS能更简单的地完成其繁重的观测任务。

TESS配备有四台照相机，能够观测到覆盖星空中略大于90°的扇形区域。

TESS将一眨不眨地持续观测一个目标区域27天。然后它会沿运动主轴旋转并观测下一个目标区域。

采用这种方式，TESS能在一年时间里完成半球星空的观测。在此之后，它将翻转并再花一年时间观测另一个半球。

第一年TESS会盯着南边，扫过那些从南半球观察最清晰的星空，寻找围绕恒星运行的行星。当你站在澳大利亚的室外看向夜空时，你也能看到这些恒星。

有多少恒星就有多少行星吗？

TESS的主要任务涉及观测总共200000颗恒星，并测量它们在TESS视野范围内每分钟的亮度。为此TESS会在将图片发送回地球前进行处理，只提取并发送目标恒星的数据。

TESS也会每半小时提供一次全帧图片（航天器完整视野的图片），其中包含数以千万计的观测物体。

综合上述因素，预计将有无数的行星被发现。依据已发现行星的统计数据，很可能TESS会在其目标恒星周围发现数千颗潜在行星，并且在全帧图片里还可能存在数万颗额外的候选行星。

这些数据大得惊人，并且TESS将彻底改变我们对地球在宇宙中地位的理解。但是如此惊人的结果会带来一个特殊的问题——而澳大利亚正是解决这个问题的理想地点。

行星太多，时间太少

开普勒号在任务中发现的潜在系外行星只有一半被确认，这是因为要完成这项任务需要在地面开展大量的后续工作。

在我们确定发现了一颗新行星之前，天文学家需要排除其他可能造成恒星周围存在行星假象的效应。

大部分开普勒号探测到的恒星都太暗淡以至于无法在地面开展后续工作——除非有地球上最大望远镜的帮助。而获得这些望远镜的观测时间是一个难题——世界上其他天文学家也需要观测时间来开展他们自己的项目。

显而易见，行星太多，时间太少。

对TESS来说这一问题将更加严重。20世纪末人们发现了最初的一些系外行星，这些发现只不过是涓涓细流。对科学家来说透彻地研究和追踪这些行星非常简单，一切都很顺利。

有了开普勒号的帮助，发现系外行星的速度增长迅猛。涓涓细流变成了打开了的水龙头——科学家们需要研究源源不断出现的潜在行星。

如果说开普勒号的系外行星发现速度可以比作家用水龙头，那么TESS就是消防栓，而我们没有几个望远镜能立即用来研究TESS发现的潜在行星。

这也是建立澳大利亚联络点（Australianconnection）的出发点——建造一个新的专用设施来进行研究，该设施正在南昆士兰州的达令草地（DarlingDowns）建造。

澳大利亚联络点——MINERVA-Australis

在南昆士兰大学（UniversityofSouthernQueensland），我们正在建造MINERVA-Australis——它是六个望远镜的组合，专门用来搜索和研究恒星周围的行星。

当TESS开始工作，将在南半球星空发现数以千计的行星时，我们会时刻做好准备。在晴朗的夜晚，我们可以观测那些TESS暗示存在行星的恒星，尽力去确认那些行星是否真实存在。

一旦我们确认TESS发现了新的系外行星，我们可以用我们的设备来更详细地研究新发现的世界。通过观测行星的凌日现象，我们可以根据行星阻挡恒星光芒的大小来测量它的物理尺寸。

此外，通过测量从恒星接收到的光强，我们可以得到行星围绕恒星运动时造成的波动。有了这些测量数据，我们可以计算行星的质量。

有了质量与尺寸数据，我们就可以真正开始研究这颗行星的自然环境。它是像地球一样的固态行星，还是像木星和土星一样的气态行星？

在接下来的日子里，TESS将把系外行星探索时代推向下一次巨大革新——发现数以千计乃至数以万计的新系外行星。在昆士兰州东南部，我们站在这次发现之旅的第一线，帮助揭开那些外星世界的面纱。

我不知道你怎么想，但我已经迫不及待地想看看我们接下来能发现什么。

关于作者：

约翰迪·霍纳：南昆士兰大学天体物理学教授，南昆士兰大学建造MINERVA-Australis研究团队的成员，该团队得到了一笔来自澳大利亚研究理事会（AustralianResearchCouncil）的资助。他们所建造的MINERVA-Australis是一个致力于跟踪TESS将发现的无数系外行星并研究其特性的天文台。

（翻译：常灏杰；审校：戴晨）

文章来源：

本文来自：环球科学

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