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NASA系外行星勘测任务为地球之问寻找答案

科普小知识2022-03-08 07:08:36
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艺术概念图:TESS卫星正在观察一颗被几颗行星环绕的低星

来源:美国航天局官方网站

宇宙是巨大的,充满了数十亿颗恒星。作为一个人类居住的星球,地球可能是亿万个星球中最独特的一个,但它是唯一的一个吗?广阔的宇宙,但有像我这样的星星吗?这是地球的问题,也意味着人类的希望:在数十亿颗恒星中寻找另一个地球,探索生命的开始和未来。

美国国家航空航天局(美国航天局)长期以来一直致力于外行星的搜索和调查。从九年前的开普勒任务到今天的太阳系外行星测量卫星(TESS),到两年后的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST),投入了大量的资金和技术来寻找地球问题的答案。

开普勒已经开辟了道路,他将退休

开普勒任务是美国宇航局第一个探索外星行星的探测器。它于2009年3月6日发射,已经静静地飞行了9年。它利用中天方法,通过改变目标恒星的视觉亮度来判断该恒星中是否有行星。2013年5月,开普勒任务中发生了严重的机械故障,其中一个反作用轮出现了问题,使其无法稳定地保持原来的视力。无奈之下,美国宇航局调整了开普勒的任务,命名后续任务K2(这意味着开普勒的第二阶段任务),从2014年5月开始,每三个月调整探测器的视场,并瞄准新的空域继续科学观测。

九年来,开普勒任务取得了巨大成功。美国宇航局的数据显示,在开普勒任务期间,科学家们确定了2343颗系外行星,其中30颗是不超过两颗地球大小的可居住带行星。在K2任务中,科学家们还发现了309颗系外行星。

随着时间的推移,开普勒任务将耗尽燃料,并将在未来几个月内结束。

接过接力棒的苔丝想展示他的实力。

作为开普勒任务的后继者,TESS也使用中天法进行了调查,但是其目标恒星的亮度比开普勒的目标恒星高30到100倍,并且覆盖的空域至少比开普勒的高350倍。

美国宇航局为泰丝设计了一个以前从未使用过的高地球轨道(HEO)。该轨道具有更好的热稳定性,并且TESS受到的辐射更少。苔丝有一个24 × 96的宽视场,配有4个宽视场的CCD摄像机。任务期间,TESS将对26个24 × 96空域(南半球13个,北半球13个)逐一进行至少27天的测量,最终在两年内完成85%的全空域测量。

根据计划,TESS将在第一年调查北半日球,第二年调查南半日球。美国国家航空航天局将从距离地球30到300光年的大约20万颗恒星中选择15000颗作为主要调查目标。科学家预计他们将利用TESS发现大约20,000颗新的系外行星。据估计,其中至少有50颗与地球大小相似,而地球大小不超过两颗的行星将达到500颗。

准备好韦伯还是给出答案

作为系外行星的“猎人”,TESS可以在浩瀚的星海中找到系外行星,并帮助科学家确定这些行星的最基本条件,如大小和轨道。然而,这些系外行星的质量、大气成分和光谱特征等具体条件,以及其中是否有像地球这样的恒星,需要科学家借助大型望远镜进行后续跟踪研究,以找到答案。计划于2020年推出的JWST将是科学家进行后续研究的最有力工具。

JWST被称为下一代天文望远镜,是由美国宇航局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合开发的。它原本计划在2014年发射,但发射日期一再推迟。尽管如此,全世界的科学家仍然对它寄予厚望,认为它是未来十年最重要的天文台。直径6.5米的主反射镜为JWST提供了强大的观测能力,并将为科学家研究宇宙奥秘提供准确的观测数据。对于科学家来说,在苔丝的系外行星名单上有没有像地球这样的恒星?我相信在JWST的帮助下,科学家会给出最终答案。(华盛顿,4月18日,《科技日报》)