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美国宇航局下一个系外行星猎人将寻找离家近的世界

2020-02-17 14:03:08来源:

填满NASA开普勒太空船的鞋子将很容易。自2009年发射以来,开普勒已发现3700多颗已知系外行星中的近四分之三。还有成千上万的候选人等待确认。

因此,美国宇航局在其下一个星球狩猎任务中将采取不同的方法。该机构计划在4月16日发射耗资3.37亿美元的过境系外行星测量卫星(TESS),该卫星将仔细检查20万颗附近的明亮恒星,以寻找行星运行的迹象。TESS发现的世界可能少于开普勒,但可以说它们将是更重要的世界。

剑桥麻省理工学院(MIT)的天体物理学家,TESS副科学主任萨拉·西格(Sara Seager)说:“我们关心的并不是行星的数量,而是它们围绕附近的恒星运行的事实。” 。

TESS的目的是识别离地球足够近的行星,以供天文学家详细研究。团队科学家估计1,该航天器将发现500多颗行星,其大小不超过地球的两倍。这些世界将构成数十年来进一步研究(包括寻找生命迹象)的基础。Seager说:“我将看到系外行星研究的一个全新的开端。”

与邻居见面

开普勒和TESS均设计用于扫描天空以寻找行星过渡,当行星移动穿过恒星的表面并暂时阻挡其某些辉光时,会发生轻微的变暗。开普勒在执行任务的大部分时间里,注视着宇宙深处但狭窄的一小部分,从地球上探出约920秒差距(3,000光年),但仅覆盖了天空的0.25%。天体人口普查显示,整个银河系中普遍存在行星。“发现行星无处不在,”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家埃莉莎·昆塔纳(Elisa Quintana)说。

相比之下,TESS会变浅和变宽-观察地球90帕秒内但覆盖超过85%的天空中的恒星。它的4个摄像头将使飞船的视野约为开普勒大小的20倍。TESS将首先席卷南部的天空,然后在一年后将注意力转移到北部的恒星;总而言之,它将观测至少3000万个天体。

观测带将在南黄道极和北黄道极交叠,这是与地球轨道平面垂直的点。通过设计,因为现在计划于2020年发射的NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜,也将能够在任何给定时间研究这些地区。韦伯6.5米的主镜将允许对行星的大气进行详细的光谱研究,但对其他许多天文学研究的需求也很高。麻省理工学院和TESS首席研究员,天体物理学家乔治·里克尔说:“在韦伯的时间将是如此宝贵。”

一旦TESS发现了有趣的行星候选者,一系列的地球观测站将开始行动。这些将包括猎杀行星的强者,例如智利拉西拉的欧洲南部天文台的HARPS仪器,以及新的微型外行星径向速度阵列(MINERVA)-澳大利亚,这是由五个计划中的0.7米望远镜组成的一组,位于澳大利亚图沃柏附近。南昆士兰大学图文巴分校的天文学家罗伯·维特恩迈尔(Rob Wittenmyer)说:“有需要的话,我们有能力每天晚上击中目标。”他帮助领导了MINERVA-Australis。

这些和其他基于地面的望远镜将能够推断出TESS行星的质量,并据此推断出它们是岩石,冰冷,瓦斯还是其他东西。

一个全新的世界

最近的研究表明,TESS的赏金可能比以前想象的要大。今年早些时候,麻省理工学院的天文学家萨拉·巴拉德(Sarah Ballard)重新计算了TESS可能发现多少颗行星绕着称为M矮星的凉爽,丰富的恒星运行,并预测了大约990颗这样的行星,是先前估计的1.5倍2。庞大的发现量将使天文学家开始比较各种系外行星:例如,了解恒星耀斑如何影响行星大气,或者围绕不同年龄的恒星围绕哪种行星。

TESS很快就会有伴。欧洲航天局(ESA)计划在今年下半年发射其特征系外行星卫星。该飞船将测量已知行星的大小-从比地球稍大的行星到大约海王星大小的行星-在附近的明亮恒星周围运行。欧空局还计划在2020年代执行两项任务:PLATO用于研究地球大小的系外行星,而ARIEL用于研究行星大气。

下一代任务将及时出现:开普勒站不住脚,仅剩几个月的燃料就可以帮助它做出最终发现。

自然556,158-159(2018)

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