一年了，TESS有了哪些成果？

翻译：陆寅枫

校对：郭皓存

编排：胡暖暖

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

原文作者：NASA's Goddard Space Flight Centre（NASA哥达德太空飞行中心）

原文链接：https://phys.org/news/2019-07-nasa-tess-mission-year-survey.html

L 98-59b的艺术想象图。L 98-59b是TESS探测到的最小的系外行星。Credit: NASA Goddard Space Flight Centre/Ravyn Cullor

美国国家航空航天局（NASA）的凌星系外行星巡天卫星（Transiting
Exoplanet Survey
Satellite，以下简称TESS）已经工作了一年多时间了。在过去的一年里，TESS总计发现了21颗系外行星，并且记录了许多有关南天球发生的天文事件的数据。现在TESS已经将焦点转向了北天球，离完成人类史上最全面的行星搜寻任务又近了一步。

去年7月起，TESS便一直在南天球范围内搜寻着系外行星。同时，TESS还兼顾一些其他数据收集任务，如视线之内的超新星，黑洞等天体。将已经确认发现的那些计算在内，TESS总共识别出超过850颗候选系外行星，目前正在等候地基望远镜的确认。

“TESS在其第一年中工作的节奏之快，效率之高远超我们最好的预期。”麻省理工学院的乔治·里克(George Ricker)，TESS项目的首席研究员说道。“除了搜寻到大量系外行星之外，TESS还发现了不可胜数的天体物理现象，其中包括数千颗剧烈变化的星体。

凌星系外行星巡天卫星（TESS）的艺术图。图中可以看到TESS所搭载的四台大型照相机。Credit: NASA

TESS使用四台大型照相机来搜寻系外行星。这四台照相机以27天为一周期，对天空中一块24×96度大的区域进行深度观测。有些观测区域会部分重叠，所以实际上天空中有些地方被观测了一整年的时间。TESS的观测重点主要在那些距太阳系300光年以内的恒星上。而TESS使用的搜寻方法便是凌星法——当系外行星从它的主星前经过时，它会遮住主星一部分的光，所以通过测量恒星光度的周期性变化，我们就有机会发现系外行星。

TESS的26个计划观测区域。每个区域都是一片24×96度大的天区。注意到观测区域之间有部分重叠，这就导致有些区域会被持续观测非常久的时间。具体时间分布如右图所示。Credit: NASA/Wikipedia

今年7月18日，TESS完成了它对南天球的巡天任务，并将照相机转向了北方天空。当它按计划在2020年完成对北天球的观测时，全部天空的超过四分之三就已经被TESS“审视”过了。

“开普勒太空望远镜曾发现了一个惊人的结果：平均下来，每颗恒星都至少有一颗行星围绕其运转。”TESS项目的科学家，NASA戈达德宇宙飞行中心的帕蒂·波伊德(Padi

Boyd)说道。“TESS接下了开普勒的班，既然知道了这个结果，就让我们来真正找到那些行星吧！首先，我们从那些明亮又离我们近的恒星开始，因为如果在它们周围发现候选系外行星的话，我们可以立刻用地基或空基望远镜进行跟踪观测。而在接下来几十年中，观测设备会不断改进，我们也就能一步步扩大我们的范围。”

下面我们简要介绍一下TESS在第一年中发现的一些有趣的天体及事件。

系外行星

在被判定为候选系外行星之前，一个天体首先必须在TESS的数据库中有至少三次凌星记录。然后，它还需要通过层层检查，确保光度变化确实可能是由一颗系外行星，而不是其他天体遮挡，或是伴星造成的。一旦识别出候选系外行星，天文学家会立刻调动一个大型地基望远镜网络来确认目标。

“我们的团队现在正忙着从众多候选系外行星中挑选出一个最佳目标来进行地基跟踪观测。”麻省理工学院的娜塔莉娅·格雷罗(Natalia

Guerrero)，候选系外行星识别团队的带领者说道。“但是在我们还未分析的数据中有更多潜在候选系外行星，所以我们现在看到的实在只是冰山一角。TESS反馈给我们的也只是蛋糕上的一层糖霜。”

TESS目前确认发现的系外行星小至地球的80%，大至超过土星甚至木星。与开普勒太空望远镜一样，TESS发现的许多系外行星大小都介于地球和海王星之间。

这个视频简要介绍了TESS第一年的重要科学成果。视频中所有出现的系外行星动画均为艺术想象。Credit: NASA’s Goddard Space Flight Centre

为了更好地了解我们太阳系内的行星，NASA正在致力于将宇航员送上离我们最近的天体，如月球与火星。但是，使用强大的望远镜对TESS所发现的系外行星进行跟踪观测也一样重要，因为这能为我们理解太阳系和地球的形成提供宝贵的信息。

结合TESS的数据与现在和将来的观测设备（如詹姆斯·韦伯太空望远镜，JWST），科学家可以研究系外行星的许多不同方面，如大气层是否存在，如果存在的话其成分是什么等等。这些性质都影响着生命发展的可能性。

彗星

在正式开始巡天任务之前，TESS曾对一颗新发现的太阳系中的彗星拍摄了许多照片。在轨仪器测试时，TESS的照相机清晰地捕捉了C/2018
N1的运动。C/2018 N1是NASA的近地天体广域红外线巡天探测卫星(Near-Earth Object Wide-field
Infrared Survey Explorer, NEOWISE)于6月29日发现的一颗彗星。

TESS在正式开始巡天任务前拍摄到的太阳系内彗星C/2018 N1。Credit: NASA

不过，TESS可不只对太阳系内的彗星抱有兴趣。

系外彗星

TESS的巡天数据还被用于识别系外彗星的凌星现象。天文学家在距离我们63光年外的绘架座β（又称老人增四）周围发现了三个凌星信号，但是它们体积过小，不可能是行星，而且还有明显的尾巴，所以被认定为系外彗星。这是第一次在可见光波段发现系外彗星。

TESS所探测到的绘架座β（老人增四）恒星系中的彗星（艺术想象图）。Credit: ESO

超新星

因为TESS对每个计划区域会观测近一个月的时间，所以它可以记录如超新星爆发等恒星事件的数据。在TESS开始巡天任务的第一个月里，它就观测到了六起在遥远星系中的超新星爆发。这些爆发事件随后也被地基望远镜相继观测到。

Ia型超新星可能产生于两种恒星系统中：一颗白矮星正在从另一颗恒星吸收气体的系统，或是两颗白矮星合并的系统。天文学家暂时还不知道哪一种情况更为常见，但是有了TESS的数据，他们可以对这些爆发的起源有一个更清晰的理解。

Ia型超新星是一种被称为“标准烛光”的天体，通过测量这些天体的光度，天文学家可以计算如宇宙的膨胀速度等重要的信息。TESS的数据可以帮助天文学家研究上述两种不同恒星系统中产生的Ia型超新星的差异，从而使我们更好地了解数十亿光年之外的天文事件。这些都能为那最终的问题——宇宙的命运——提供一片重要的拼图。

『天文时刻』 牧夫出品

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新月形沙丘在火星很常见，经常会在数十至数百公里的环形山中，看到它们的身影，像是吃豆人的模样。

拍摄于赫谢尔环形山(Herschel Crater)，由火星勘测轨道飞行器(MRO)上搭载的HiRISE相机拍摄