又一个搜寻系外行星的利器--TESS，发射升空了

TESS卫星以及行星凌星假想图，图片来自于MIT

天文学家迎来了一个好消息，NASA新的搜寻系外行星（太阳系以外的行星）的卫星TESS（Transiting Exoplanet Survey Satellite，凌星系外行星巡天卫星 ）在美国东部夏令时间4月18日下午6:51从佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射升空，但是要达到预定轨道还要等到六月中旬，希望利用TESS的天文学家们还要再等待两个月。

TESS卫星轨道示意图，图片来自于NASA

TESS是Kepler卫星的继任者，Kepler在2009发射，它的燃料将会再接下来的几个月内耗尽。Kepler卫星产生了丰硕的成果，颠覆了我们对系外行星的认知。迄今为止，Kepler总共发现了2650颗系外行星，占所有已知系外行星的70%。在Kepler 之前，我们并不知道有多少比例的恒星周围存在行星，Kepler 让我们意识到行星在我们的宇宙中是如此的普遍。而且惊奇发现有相当一部分行星的质量介于地球和海王星之间，但这种质量的行星在我们太阳系中并不存在（一种理论预言的太阳系第九行星的质量在这个范围）。

但是Kepler发现的行星大部分都很远，从五百光年到一千五百光年（光在一秒钟走三十万公里，光年是光在一年内走过的距离）。而TESS的目标是为了搜寻太阳系附近恒星周围的行星，其中一些是非常明亮的恒星，甚至是肉眼可见的，以后我们在仰望星空的时候就可以指着其中的一颗星星说：“它的周围有颗类似地球的行星。”

TESS为后续更细致的观测建立一个可观测行星列表，这是寻找有生命的系外行星这个大型计划的第一步。下一步的目标就是研究这些行星的大气成分，进而寻找能够支持生命存在的迹象，尤其是利用未来的James-Webb空间望远镜。James-Webb空间望远镜是Hubble的继任者，是一项耗资88亿美元的NASA旗舰项目，经过多次延期，现在计划于2020年发射。当行星经过恒星的前面时，一部分光线会穿过行星的大气之后再到达地球上的望远镜，行星大气中不同的气体会吸收不同波长的光线，因此天文学家就能通过分析光谱来研究行星的大气成分。

通过光谱观测研究行星大气的示意图。图片来自于NASA, ESA 和 A. Feild (STScI)

和Kepler一样，TESS也是利用行星凌星法搜寻系外行星。当行星从恒星前经过时，会使得恒星变暗，变暗的程度可以给出行星的大小，两次变暗之间的时间间隔对应于行星的轨道周期。TESS 预期观测二十万颗恒星，挑选出其中1万五千颗寻找行星存在的信号。TESS的观测模式是对一个24X96度的区域连续观测27天，然后望远镜指向下一个24X96度区域。在第一年能够观测完南半球的天空，第二年观测完北半球的天空，这样在两年的任务期限内能够观测完85%的天空。再之后，TESS项目组的科学家希望能够延长任务期限，届时能够配合James-Webb的观测。

行星凌星的示意图，图片来自于NASA Ames

参考资料：

https://www.space.com/40320-spacex-nasa-tess-exoplanet-satellite-launch.html

https://www.space.com/40301-nasa-tess-exoplanet-hunting-telescope-science.html

https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/tesssciencewritersguidedraft23.pdf