尋找「新世界」！美國力推這一重磅舉措 ——NASA將發射系外行星探測器TESS

原標題：尋找「新世界」！美國力推這一重磅舉措 ——NASA將發射系外行星探測器TESS

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數千年來，人們一直想知道一個問題的答案：在宇宙中，我們是否是孤獨的？隨著以開普勒望遠鏡為代表的系外行星搜尋計劃的開展，系外行星的發現數量出現了井噴式增長。天文學家們越來越接近幾千年來渴求的夢想：發現另外一個「地球」。目前已經確定了的是：除了太陽系內的八大行星，在太陽系之外，圍繞其他恆星同樣存在大量的行星。

「開普勒」是NASA在2009年3月7日發射升空的空間望遠鏡。其設計目標是，尋找圍繞其他恆星運行的類地行星。對銀河系的一小塊固定天區進行巡天觀測，搜尋可能存在於其他恆星周圍宜居帶（所謂宜居帶是指圍繞一顆恆星周圍距離適中的區域，在這一區域內溫度範圍適宜，因此液態水可以存在於行星表面，從而有可能允許生命的生存）範圍內與地球特性相似的系外行星目標。同時，它也根據觀測結果估算銀河系中可能存在的類似系外行星的數量。

而繼開普勒項目之後，NASA的凌星地外行星巡天衛星(Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS)正在佛羅里達州為4月16日的發射進行最後的準備工作。它將在附近的恆星周圍尋找尚未被發現的行星，並評估它們孕育生命的能力。TESS覆蓋的天空區域大約將是開普勒望遠鏡400倍。

圖中展示了正在一顆繞著它的主恆星旋轉的岩漿行星前的凌星地外行星巡天衛星(TESS)，TESS將鑒定成千上萬顆潛在的新行星以供進一步研究和觀測。

Credits: NASA/GSFC

「系外行星探索的最大問題之一是: 在一個生物學家看來，如果一位天文學家在恆星的宜居帶上發現了一顆行星，這算不算一件有趣的事呢?」喬治·瑞克(George Ricker)說道。他是MIT Kavli天體物理與空間研究中心的TESS項目負責人。「我們期望TESS將會發現一些行星，它們的大氣成分（為生命的存在提供潛在的線索）能夠被將來的觀測者精確地測量出來。」

TESS衛星藝術想像圖

Credit: NASA

3月15日，此航天器通過了一項檢查，確認它已經準備就緒。為了進行最後的發射準備工作，航天器將被會加註燃料，並封裝進SpaceX獵鷹9號火箭的有效載荷整流罩內。

TESS抵達美國宇航局的肯尼迪航天中心，在那裡它將進行最後的發射準備工作。發射時間不早於4月16日，有待核准。

Credits: NASA』s Kennedy Space Center

這是TESS，我們最新的行星獵人

Crediit: NASA

TESS將從位於佛羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地40號航天發射場發射。它將藉助月球的引力助推，到達一條繞地周期為13.7天的軌道。發射60天並測試完它的儀器後，衛星將開始執行其最初兩年的任務。在兩年的時間裡，TESS將把整個天空分成26個不同的扇區。TESS上強大的攝像機將會監測每一個扇區至少27天，並以每兩分鐘的節奏看著最亮的星星。

四個廣角相機將給TESS提供一個佔據整片天空85%區域範圍的視場。在這樣廣闊的視野內，天空被劃分為26個扇區，TESS將逐一對其進行觀測。第一年的觀測將覆蓋南天的13個扇區，第二年將覆蓋北天的13個扇區。

TESS任務概念圖

Credits: MIT

TESS將尋找一種被稱為「凌星」的現象：一顆行星在它的恆星前面經過，由於行星體會遮擋住部分恆星發出的光線，將導致恆星的亮度周期性地下降。通過對這種輕微光變的探測，我們便可以推知系外行星的存在。NASA的開普勒太空望遠鏡用同樣的方法發現了2600多顆被證實的系外行星，其中大部分繞著300到3000光年外的暗星運行。

這個動畫顯示了觀測到的恆星亮度的下降可能表明行星在它前面經過，這是一種被稱為凌星的現象。

Credits: NASA"s Goddard Space Flight Center

「我們從開普勒太空望遠鏡得知，天空中的行星比恆星多，而現在，TESS將會打開我們的視野，讓我們看到一些離我們最近的恆星周圍各種各樣的行星。」NASA總部天體物理部主任保羅·赫茲說。「TESS將撒出一張比以往任何時候都大的網，去尋找那些神秘的世界，這些世界的特性可由NASA即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡來探索。」

TESS的任務簡要介紹 | 視頻

這段視頻對TESS的任務進行了簡要介紹，它將通過監測附近明亮的恆星來尋找行星存在的證據。

Credits: NASA GSFC

TESS將集中觀測距離不到300光年，並且亮度是開普勒望遠鏡的目標們30到100倍的恆星。這樣的亮度將允許研究人員運用光譜學（研究光的吸收和發射）來確定行星的質量、密度和大氣成分，其大氣中的水和其他關鍵分子可以給我們一些關於行星孕育生命能力的提示。

「TESS為一項全新的研究打開了一道門。」來自NASA馬里蘭州Greenbelt的戈達德太空飛行中心的TESS項目科學家Stephen Rinehart說。「我們將能夠研究單個行星，並開始討論行星之間的差異。」在未來的幾十年里，TESS發現的目標會是理想的研究對象，這是太陽系外行星研究新時代的開始。

「我覺得我們目前尚不能完全預知TESS將要完成的一切。」 Rinehart說。「對我來說，任何任務中最令人興奮的部分就是意想不到的、沒有人預見到的結果。」

TESS是NASA的天體物理探索任務。由MIT領導和運營，NASA戈達德太空飛行中心管理。MIT Kavli天體物理與空間研究所的George Ricker擔任這項任務的項目負責人。TESS的四個廣角相機是由MIT的林肯實驗室開發的。其他合作夥伴包括Orbital ATK，NASA艾姆斯研究中心，哈佛-史密森天體物理中心，以及太空望遠鏡科學研究所。世界各地的十多所大學、研究機構和天文台都參與了這項任務。

面對尚未探明的宇宙，人類的偉大之處在於始終保持了一顆好奇、敬畏的心。讓我們拭目以待，期待TESS能為我們帶來一些新的答案！

來源：NASA

翻譯：匡仁昆

校對：南珂婷

2018年可視化的空間碎片環境（d > 1 cm）

via Aerospace, Volume 5, Issue 2

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