今天NASA最新最棒的行星探測空間望遠鏡在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。
這顆凌日系外行星巡天測量衛星（熟悉它的人稱之為TESS）有一個令人興奮的新任務：進一步加深我們對地球在宇宙中地位的理解。
在接下來的兩年裡，TESS可能會發現數千顆系外行星——它們圍繞遙遠的恆星公轉——這將幫助我們揭示太陽系在整個宇宙中究竟有多特殊。
為了實現這一目標，TESS的建造使用了過去數十年來令人驚歎的技術成果，這些成果同樣鞏固了我們在“系外行星探索時代（Exoplanet Era）”的地位。
開普勒號的成果
到2008年底，即NASA早先的行星探測望遠鏡“開普勒號（Kepler）”發射升空之前，人們發現了大約300顆系外行星。如今，這一數字增大了一個數量級：超過3700顆。
開普勒號發現了2300多顆系外行星，還有大約2200顆 “候選”行星在等待進一步追蹤觀測。這一驚人的數字歸功於航天器一眨不眨地盯著漆黑夜空，尋找行星經過地球與其恆星之間時發出的微小閃爍。
本質上說，開普勒號開展了第一次大型系外行星普查。它告訴我們行星是普遍存在的，它們是在恆星形成過程中自然而然產生的。
但是開普勒號發現的行星大多圍繞暗淡而又遙遠的恆星旋轉。對地球上的觀測者來說，追蹤並且深入研究這些行星是一個巨大的挑戰。
TESS的威力
開普勒號在四年裡只觀測了北半球星空的一小塊，而TESS的目標恆星將遍佈整個星空。為了實現這一目標，TESS將觀測星空中一些最亮的恆星——這使得TESS能更簡單的地完成其繁重的觀測任務。
TESS配備有四臺照相機，能夠觀測到覆蓋星空中略大於90°的扇形區域。
TESS將一眨不眨地持續觀測一個目標區域27天。然後它會沿運動主軸旋轉並觀測下一個目標區域。
採用這種方式，TESS能在一年時間裡完成半球星空的觀測。在此之後，它將翻轉並再花一年時間觀測另一個半球。
第一年TESS會盯著南邊，掃過那些從南半球觀察最清晰的星空，尋找圍繞恆星運行的行星。當你站在澳大利亞的室外看向夜空時，你也能看到這些恆星。
有多少恆星就有多少行星嗎？
TESS的主要任務涉及觀測總共200000顆恆星，並測量它們在TESS視野範圍內每分鐘的亮度。為此TESS會在將圖片發送回地球前進行處理，只提取併發送目標恆星的數據。
TESS也會每半小時提供一次全幀圖片（航天器完整視野的圖片），其中包含數以千萬計的觀測物體。
綜合上述因素，預計將有無數的行星被發現。依據已發現行星的統計數據，很可能TESS會在其目標恆星周圍發現數千顆潛在行星，並且在全幀圖片裡還可能存在數萬顆額外的候選行星。
這些數據大得驚人，並且TESS將徹底改變我們對地球在宇宙中地位的理解。但是如此驚人的結果會帶來一個特殊的問題——而澳大利亞正是解決這個問題的理想地點。
行星太多，時間太少
開普勒號在任務中發現的潛在系外行星只有一半被確認，這是因為要完成這項任務需要在地面開展大量的後續工作。
在我們確定發現了一顆新行星之前，天文學家需要排除其他可能造成恆星周圍存在行星假象的效應。
大部分開普勒號探測到的恆星都太暗淡以至於無法在地面開展後續工作——除非有地球上最大望遠鏡的幫助。而獲得這些望遠鏡的觀測時間是一個難題——世界上其他天文學家也需要觀測時間來開展他們自己的項目。
顯而易見，行星太多，時間太少。
對TESS來說這一問題將更加嚴重。20世紀末人們發現了最初的一些系外行星，這些發現只不過是涓涓細流。對科學家來說透徹地研究和追蹤這些行星非常簡單，一切都很順利。
有了開普勒號的幫助，發現系外行星的速度增長迅猛。涓涓細流變成了打開了的水龍頭——科學家們需要研究源源不斷出現的潛在行星。
如果說開普勒號的系外行星發現速度可以比作家用水龍頭，那麼TESS就是消防栓，而我們沒有幾個望遠鏡能立即用來研究TESS發現的潛在行星。
這也是建立澳大利亞聯絡點（Australian connection）的出發點——建造一個新的專用設施來進行研究，該設施正在南昆士蘭州的達令草地（Darling Downs）建造。
澳大利亞聯絡點——MINERVA-Australis
在南昆士蘭大學（University of Southern Queensland），我們正在建造MINERVA-Australis——它是六個望遠鏡的組合，專門用來搜索和研究恆星周圍的行星。
當TESS開始工作，將在南半球星空發現數以千計的行星時，我們會時刻做好準備。在晴朗的夜晚，我們可以觀測那些TESS暗示存在行星的恆星，盡力去確認那些行星是否真實存在。
一旦我們確認TESS發現了新的系外行星，我們可以用我們的設備來更詳細地研究新發現的世界。通過觀測行星的凌日現象，我們可以根據行星阻擋恆星光芒的大小來測量它的物理尺寸。
此外，通過測量從恆星接收到的光強，我們可以得到行星圍繞恆星運動時造成的波動。有了這些測量數據，我們可以計算行星的質量。
有了質量與尺寸數據，我們就可以真正開始研究這顆行星的自然環境。它是像地球一樣的固態行星，還是像木星和土星一樣的氣態行星？
在接下來的日子裡，TESS將把系外行星探索時代推向下一次巨大革新——發現數以千計乃至數以萬計的新系外行星。在昆士蘭州東南部，我們站在這次發現之旅的第一線，幫助揭開那些外星世界的面紗。
我不知道你怎麼想，但我已經迫不及待地想看看我們接下來能發現什麼。
約翰迪·霍納：南昆士蘭大學天體物理學教授，南昆士蘭大學建造MINERVA-Australis研究團隊的成員，該團隊得到了一筆來自澳大利亞研究理事會（Australian Research Council）的資助。他們所建造的MINERVA-Australis是一個致力於跟蹤TESS將發現的無數系外行星並研究其特性的天文臺。
（翻譯：常灝傑；審校：戴晨）
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