NASA的TESS衛(wèi)星執(zhí)行的是什么任務(wù)？尋找外星生命？還是？

2023.04.08 云南

尋找系外行星！TESS衛(wèi)星將利用凌日法來(lái)觀測(cè)遙遠(yuǎn)明亮恒星附近的行星，因?yàn)楹阈堑牧炼仁欠浅Ａ恋?，所以只有借助凌日法的亮度微小變化?lái)探知恒星附近的行星。也可以說(shuō)是間接的尋找系外生命，本文將為您簡(jiǎn)單介紹其任務(wù)。

凌日系外行星巡天衛(wèi)星簡(jiǎn)述

凌日系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）是美國(guó)宇航局探索者計(jì)劃中的太空望遠(yuǎn)鏡，旨在使用凌日方法搜索系外行星，其面積比原先的開普勒任務(wù)所覆蓋的范圍還要大上400倍左右。它已經(jīng)于2018年4月18日搭載獵鷹9號(hào)火箭升空。在其主要的任務(wù)期間，預(yù)計(jì)將發(fā)現(xiàn)2萬(wàn)多顆系外行星，相比之下，在它發(fā)射時(shí)我們只發(fā)現(xiàn)了大約3800顆系外行星。TESS的第一張光照影像于2018年8月7日拍攝，并于2018年9月17日公布于眾。

TESS-第一張光學(xué)照片（2018年8月7日），圖片：NASA/MIT/TESS

TESS的首要任務(wù)是在兩年的時(shí)間里對(duì)地球附近最亮的恒星區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)，以便利用凌日法搜索系外行星。TESS衛(wèi)星使用一系列的寬視場(chǎng)攝像機(jī)對(duì)85%的天空進(jìn)行測(cè)量。利用TESS，我們還可以研究一大群小型的行星的質(zhì)量、大小、密度和軌道，包括其主星可居住區(qū)域中的巖石（類地）行星樣本。TESS將提供詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡以及未來(lái)的其他太空或地面望遠(yuǎn)鏡進(jìn)一步觀測(cè)的目標(biāo)。以前的地面望遠(yuǎn)鏡巡天主要觀測(cè)的只是巨大明顯的系外行星，現(xiàn)在我們的TESS將會(huì)在恒星的附近發(fā)現(xiàn)大量的小型行星。TESS將記錄了最近和最亮的主序列恒星，主序列恒星會(huì)發(fā)生系外行星凌日現(xiàn)象，這一目標(biāo)是進(jìn)行詳細(xì)研究最有利的。

TESS采用了一種新穎的高度橢圓軌道，遠(yuǎn)地點(diǎn)大約在月球附近，而近地點(diǎn)約為108000公里，這將高于地球同步衛(wèi)星軌道。TESS在月球軌道運(yùn)行一周期間會(huì)繞地球運(yùn)行兩周，與月球形成2:1共振軌道。預(yù)計(jì)這樣的軌道將穩(wěn)定的保持至少10年。

凌日系外行星巡天衛(wèi)星任務(wù)概述

TESS旨在進(jìn)行第一次利用星載巡天凌日法測(cè)量系外行星。它配備有四個(gè)廣角望遠(yuǎn)鏡和相關(guān)的電荷耦合器件（CCD）探測(cè)器?？茖W(xué)數(shù)據(jù)將每?jī)芍軅魉鸵淮蔚降厍?。此外，還將傳輸有效曝光時(shí)間為2小時(shí)的全幀圖像，可以讓科學(xué)家能夠搜索出意想不到的瞬態(tài)現(xiàn)象，例如伽馬射線爆發(fā)的光學(xué)對(duì)應(yīng)物。TESS還將利用客座調(diào)查員計(jì)劃，允許來(lái)自其他組織的科學(xué)家使用TESS的數(shù)據(jù)進(jìn)行自己的研究。還可以另外的觀測(cè)到20000顆天體。

TESS為期兩年的全天觀測(cè)將集中在附近的G、K和M型恒星上，這些恒星的視星等亮于12（等）。TESS將觀測(cè)大約500000顆恒星，包括1000顆橫跨整個(gè)天空的最接近地球的紅矮星，面積將是開普勒任務(wù)的400倍。預(yù)計(jì)TESS將發(fā)現(xiàn)超過(guò)20000個(gè)系外行星，包括500至1000個(gè)與地球大小相當(dāng)?shù)男行呛捅鹊厍虼蟮某?jí)地球。在這些發(fā)現(xiàn)中，估計(jì)有20個(gè)超級(jí)地球可能位于恒星周圍可居住區(qū)軌道上。大多數(shù)系外行星距離我們大約30到300光年。

這次調(diào)查被分成26個(gè)觀測(cè)區(qū)，每個(gè)區(qū)域的范圍是24度×96度，與黃道兩極的扇區(qū)重疊，以便對(duì)天球上那個(gè)區(qū)域的更小和更長(zhǎng)周期的系外行星有更高的靈敏度。該航天器將花費(fèi)兩個(gè)13.7天的軌道周期來(lái)觀察每個(gè)扇區(qū)，在其運(yùn)行的第一年將繪制南半球的天空，在第二年將繪制北半球的天空。相機(jī)實(shí)際上每2秒拍攝一張圖像，但所有原始圖像的數(shù)據(jù)量都比存儲(chǔ)或下載的數(shù)據(jù)量要大得多。這意味著在2年期間，TESS在27天內(nèi)會(huì)持續(xù)調(diào)查85％的天空，其中某些部分將跨越多次觀測(cè)。調(diào)查方法的設(shè)計(jì)使得在一整年（351個(gè)觀測(cè)日）內(nèi)進(jìn)行基本連續(xù)測(cè)量的區(qū)域占到整個(gè)天空的5％左右，這里包括了靠近黃道兩極的區(qū)域。每年的任何時(shí)候都可以與JWST聯(lián)合觀測(cè)。

TESS團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃使用30分鐘的觀測(cè)頻率來(lái)完成對(duì)全幀圖像的拍攝，這是基于強(qiáng)加了奈奎斯特頻率極限，這對(duì)于恒星的星震學(xué)來(lái)說(shuō)可能是個(gè)問(wèn)題。星震學(xué)是通過(guò)解釋恒星的頻譜來(lái)研究恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)。不同的振蕩模式穿透到恒星內(nèi)部的不同深度。開普勒太空望遠(yuǎn)鏡和柏拉圖天文臺(tái)也都用于星震學(xué)來(lái)研究。