美国宇航局令人难以置信的系外行星搜寻望远镜即将发射

对于太空望远镜来说，这是一个艰难的月份。首先，我们得知开普勒望远镜的燃料即将耗尽，这标志着它作为系外行星猎手的第二次生命即将结束。然后我们得知备受期待的詹姆斯·韦伯太空望远镜又一次面临延期。

但对于天文学家、天体物理学家、行星地质学家以及那些喜欢了解遥远世界的人来说，未来也有一些好消息。这就是 TESS，即凌日系外行星勘测卫星的缩写。如果一切顺利*，这台新望远镜将于本周搭载猎鹰 9 号火箭发射。这是一颗相对较小的卫星，但研究人员对它的发现寄予厚望。它有可能在我们银河系的一角发现数千颗新行星、数百颗像地球一样的岩石世界，以及数十颗位于恒星宜居带（表面可能存在液态水）的行星。

工作原理

康奈尔大学卡尔萨根研究所所长、TESS 科学团队成员丽莎卡尔滕内格说：“开普勒太神奇了，开普勒的遗产是我们现在知道那里有各种各样的行星。” 卡尔滕内格和她的同事希望利用从开普勒获得的知识，仔细观察一些围绕着离地球较近的恒星运行的系外行星。

TESS 将系统地检查地球上可见的 85% 的天空，一年内重点关注北半球可见的恒星，下一年关注南半球可见的恒星。它将在距离地球 300 光年以内进行观测。这似乎是一个很大的距离，但对于天文学家来说，它就在我们附近。换个角度来说，我们的星系跨度约为 100,000 光年。

“如果你仔细想想，距离我们最近的恒星比邻星距离我们约有 4 光年。我们观测到的所有明亮恒星距离我们约有 300 光年，也就是这个距离的 100 倍，而且我们能观测到的恒星数量非常庞大，”卡尔滕内格说道。

在这个范围内，TESS 将在为期两年的任务期间观察超过 20 万颗恒星，寻找行星存在的证据，在 27 天内每 30 分钟拍摄一次天空的一部分。与开普勒一样，研究人员将使用 TESS 观察恒星变暗的时刻，当行星经过恒星和 TESS 之间时就会发生这种情况。光线的减弱可以告诉我们很多关于行星的大小、形状和成分的信息。

“我们目前还没有任何飞船或交通工具可以到达那里，但光可以自由地穿越宇宙，”卡尔滕内格说。“因此，尽管我们目前还没有任何物理方法可以真正到达那里，但我们仍然可以进行这项探索。”

TESS 将特别寻找围绕明亮恒星的行星，这些行星比开普勒研究的恒星明亮得多。目标的亮度意味着其他更强大的望远镜（如即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜和地面仪器）将能够寻找这些行星的更精细的细节，包括它们存在生命的可能性。

寻找生命

借助 TESS，研究人员将发现数千颗行星，测量它们的质量，并观察奇异的恒星。一些研究人员，如卡尔滕内格，希望他们能找到除我们之外可能存在生命的行星。

“我热衷于弄清楚我们在宇宙中是否孤独，为此我们需要的是可以探索大气层的行星，那里有足够的光线来观察这些行星的大气层。[这意味着]我们需要附近的行星，而这正是 TESS 为我们提供的，”卡尔滕内格说。

卡尔滕内格和她的同事可以通过观察大气中含有大量不稳定化合物（包括氧气）的星球来寻找生命迹象。氧气在我们的大气中所占比例过高，因为它是许多生物的副产品。另一个星球上类似的大气不平衡，尤其是多种不相容气体的存在，可能表明存在生命。

科学家可以通过寻找行星经过其主星前方时消失的光线部分，以及行星离开主星后重新出现的光线部分，来判断另一颗行星的大气成分。这些缺失的部分对应于行星大气中吸收特定光线部分的特定分子（例如水、氧气和甲烷）。

TESS 不会进行这些测量，但它会指出有希望的候选者，以便詹姆斯·韦伯太空望远镜或地面望远镜进行更严格的检查。

柯廷哲表示：“这将是人类历史上第一次利用技术手段来回答‘我们是孤独的吗？’这个问题。”

什么时候再次发射？

除非出现技术故障、恶劣天气或其他奇怪不幸的事件，TESS 将于东部时间 4 月 16 日星期一下午 6:32 发射。*

• 更新：看来技术故障获胜了。SpaceX 取消了周一的发射，以便他们的团队可以对制导、导航和控制系统进行额外的分析。他们计划在 4 月 18 日星期三再次尝试发射。