美将发射新一代系外行星探测器

正如艺术家所描绘的，一个新的探测器将寻找围绕红矮星运行的岩石系外行星。资料来源:ESO

多亏了美国宇航局的开普勒太空望远镜，我们知道我们的星系充满了系外行星。现在，新一代系外行星“猎人”将在离家更近的地方寻找这些岩石世界。

在过去的九年里，开普勒太空望远镜已经在太空中发现了超过2600颗已确认的系外行星，这意味着银河系中可能有数千亿颗系外行星。这些新的努力造就了大量与地球大小相似的行星。它们的组成、大气和气候——这些因素决定了它们是否适合生活——值得研究。该任务是在4月16日发射一颗新的美国国家航空航天局任务——在途外行星探测卫星(TESS)。

这是剑桥麻省理工学院(MIT)研究人员的结晶——耗资3.37亿美元的TESS项目旨在识别至少50颗岩石系外行星。这些系外行星的大小和地球差不多或者比地球大，它们的大气层将由更大的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)仔细研究，该望远镜将于2020年发射。

“我们应该把韦伯放在哪里？”今年一月，TESS项目的首席研究员乔治·里克在马里兰州国家港举行的美国天文学会年会上礼貌地问道。"这是一个寻星者."

就像开普勒太空望远镜一样，TESS通过盯着恒星寻找行星，也就是说，当行星从恒星前面经过时，寻找恒星亮度的下降。这就是所谓的“过境”现象。然而，开普勒太空望远镜保持一个固定的视角，只观察到3000光年以外天空的0.25%，而TESS将观察到大约300光年范围内天空的85%。

探测器将携带四个望远镜来观察从太阳系的两极到赤道(被称为黄道)的天空。在此范围内的观察将持续27天，然后重复该过程。在一年13次观测之后，TESS将覆盖几乎一半的天空，之后它将翻转并观测另一个半球。

马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的项目科学家斯蒂芬·莱因哈特说，苔丝应该能够在两年内测量大约200万颗恒星的亮度。他说:“如果开普勒预言每颗恒星都有一颗行星，我们将会看到更多的行星。这将是一个数据水龙头。”

今年晚些时候，欧洲航天局将打开另一只眼睛观察系外行星，这被称为“系外行星测绘卫星”。与寻找新的天体不同，这颗卫星需要更长的时间来观察已知行星的运行过程，从而更准确地确定它们的大小。通过结合地基的质量测量，这应该能更好地解决系外行星的密度问题。

在接下来的几个月里，天文学家还将在智利进行地面搜索，即寻找可居住的系外行星的“SPECULOOS”项目。该项目的四个1米望远镜有近红外传感器，可以探测最暗和最冷恒星的凌日。在加那利群岛，类似的阵列将探测北部天空。

“这些恒星太弱了，苔丝的小望远镜看不到，但它们可能是JWST的宝贵目标。”领导该项目的比利时Ligges大学的Michael Gillon说。

SPECULOOS可能对小行星特别敏感，因为即使是小天体也会阻挡来自暗淡目标恒星的大量光线。" TESS将会发现更多的系外行星，但是SPECULOOS在可居住区应该有更高的探测潜力."吉隆说，“接下来的几年将会非常激动人心！”

开普勒太空望远镜是世界上第一个探测外星行星的宇宙飞船。它于2009年3月6日在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射。这是美国宇航局的第一个陆地行星探测器。在至少3.5年的任务期间，开普勒太空望远镜在天鹅座和天琴座观察了大约100，000个恒星系统，以寻找类地行星和生命的迹象。

开普勒太空望远镜最初是为了观察太空中的一个区域，并通过凌日现象寻找这些系外行星。发射后，这台望远镜获得了巨大成功。然而，在2012年，当该项目运行三年时，开普勒的四个反作用轮之一(用于将望远镜指向观察目标)失败了。当2013年另一个反应轮失灵时，一切似乎都无法挽回。但是开普勒太空望远镜的地面控制器已经想出了一个聪明的方法，使飞船能够继续利用剩余的两个反作用轮、卫星推进器和太阳光子的压力工作。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2018-04-04第二版国际版)