'天文學家預計，TESS將發現14000顆行星，包括10顆類地行星'
宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我們甚至不知道是否有系外行星存在。後來，我們在脈衝星附近觀測到了一些。開普勒太空望遠鏡發射後則為我們找到了上千顆。隨著NASA發射的“凌星系外行星巡天望遠鏡”（TESS）投入使用，一項新的研究預測了TESS將帶來的新發現。
宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我們甚至不知道是否有系外行星存在。後來，我們在脈衝星附近觀測到了一些。開普勒太空望遠鏡發射後則為我們找到了上千顆。隨著NASA發射的“凌星系外行星巡天望遠鏡”（TESS）投入使用，一項新的研究預測了TESS將帶來的新發現。
我們目前對於系外行星的多樣性和數量有更多的瞭解，很大部分原因要歸功於開普勒望遠鏡。但開普勒望遠鏡有其侷限性和由觀測方式所致的取樣偏差。同時，開普勒的觀測僅覆蓋0.25%一小塊天區。雖然並非絕對，但極有可能，開普勒望遠鏡覆蓋的小部分天區無法代表更大範圍的宇宙空間。
宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我們甚至不知道是否有系外行星存在。後來，我們在脈衝星附近觀測到了一些。開普勒太空望遠鏡發射後則為我們找到了上千顆。隨著NASA發射的“凌星系外行星巡天望遠鏡”（TESS）投入使用，一項新的研究預測了TESS將帶來的新發現。
我們目前對於系外行星的多樣性和數量有更多的瞭解，很大部分原因要歸功於開普勒望遠鏡。但開普勒望遠鏡有其侷限性和由觀測方式所致的取樣偏差。同時，開普勒的觀測僅覆蓋0.25%一小塊天區。雖然並非絕對，但極有可能，開普勒望遠鏡覆蓋的小部分天區無法代表更大範圍的宇宙空間。
TESS與開普勒極大不同，特別是其覆蓋的天區範圍。它並非聚焦於一小塊天區，而是進行巡天觀測。NASA的這個新行星獵手，也將聚焦於最亮的星體。這是因為TESS最初的科研任務就是尋找比圍繞亮星運行且比海王星更大的行星。星體必須足夠亮，這樣跟蹤分光觀測器能分辨出行星的質量及其大氣構成。
宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我們甚至不知道是否有系外行星存在。後來，我們在脈衝星附近觀測到了一些。開普勒太空望遠鏡發射後則為我們找到了上千顆。隨著NASA發射的“凌星系外行星巡天望遠鏡”（TESS）投入使用，一項新的研究預測了TESS將帶來的新發現。
我們目前對於系外行星的多樣性和數量有更多的瞭解，很大部分原因要歸功於開普勒望遠鏡。但開普勒望遠鏡有其侷限性和由觀測方式所致的取樣偏差。同時，開普勒的觀測僅覆蓋0.25%一小塊天區。雖然並非絕對，但極有可能，開普勒望遠鏡覆蓋的小部分天區無法代表更大範圍的宇宙空間。
TESS與開普勒極大不同，特別是其覆蓋的天區範圍。它並非聚焦於一小塊天區，而是進行巡天觀測。NASA的這個新行星獵手，也將聚焦於最亮的星體。這是因為TESS最初的科研任務就是尋找比圍繞亮星運行且比海王星更大的行星。星體必須足夠亮，這樣跟蹤分光觀測器能分辨出行星的質量及其大氣構成。
圖解：開普勒的視場僅覆蓋0.25%的天區。TESS則幾乎可進行全天觀測。圖：NASA/Ames/JPL-Caltech；版權：Software Bisque
儘管我們對於系外行星在體積和軌道週期上的共性尚未達成共識，但開普勒的觀測發現至少表明了系外行星是普遍存在的。很多恆星都有行星。但開普勒所發現的系外行星均極其遙遠，在幾百秒差距到幾千秒差距之間。精密的跟蹤觀測幾乎不可能。而TESS聚焦於更近和更靠近地球的恆星，跟蹤觀測將更容易，其觀測結果，在確定系外行星星族上也將更具代表性、更精確。
宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我們甚至不知道是否有系外行星存在。後來，我們在脈衝星附近觀測到了一些。開普勒太空望遠鏡發射後則為我們找到了上千顆。隨著NASA發射的“凌星系外行星巡天望遠鏡”（TESS）投入使用，一項新的研究預測了TESS將帶來的新發現。
我們目前對於系外行星的多樣性和數量有更多的瞭解，很大部分原因要歸功於開普勒望遠鏡。但開普勒望遠鏡有其侷限性和由觀測方式所致的取樣偏差。同時，開普勒的觀測僅覆蓋0.25%一小塊天區。雖然並非絕對，但極有可能，開普勒望遠鏡覆蓋的小部分天區無法代表更大範圍的宇宙空間。
TESS與開普勒極大不同，特別是其覆蓋的天區範圍。它並非聚焦於一小塊天區，而是進行巡天觀測。NASA的這個新行星獵手，也將聚焦於最亮的星體。這是因為TESS最初的科研任務就是尋找比圍繞亮星運行且比海王星更大的行星。星體必須足夠亮，這樣跟蹤分光觀測器能分辨出行星的質量及其大氣構成。
圖解：開普勒的視場僅覆蓋0.25%的天區。TESS則幾乎可進行全天觀測。圖：NASA/Ames/JPL-Caltech；版權：Software Bisque
儘管我們對於系外行星在體積和軌道週期上的共性尚未達成共識，但開普勒的觀測發現至少表明了系外行星是普遍存在的。很多恆星都有行星。但開普勒所發現的系外行星均極其遙遠，在幾百秒差距到幾千秒差距之間。精密的跟蹤觀測幾乎不可能。而TESS聚焦於更近和更靠近地球的恆星，跟蹤觀測將更容易，其觀測結果，在確定系外行星星族上也將更具代表性、更精確。
我們可以對TESS做怎樣的期待呢？
NASA和馬里蘭大學的Thomas Barclay、理海大學的Joshua Pepper和NASA的Elisa Quintana，在天體物理學期刊上發佈了一篇論文，他們的研究預測的了TESS的成果。三位研究人員運用了我們已知的恆星星族和系外行星星族知識，結合TESS的觀測方式，得出了他們的預測。
宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我們甚至不知道是否有系外行星存在。後來，我們在脈衝星附近觀測到了一些。開普勒太空望遠鏡發射後則為我們找到了上千顆。隨著NASA發射的“凌星系外行星巡天望遠鏡”（TESS）投入使用，一項新的研究預測了TESS將帶來的新發現。
我們目前對於系外行星的多樣性和數量有更多的瞭解，很大部分原因要歸功於開普勒望遠鏡。但開普勒望遠鏡有其侷限性和由觀測方式所致的取樣偏差。同時，開普勒的觀測僅覆蓋0.25%一小塊天區。雖然並非絕對，但極有可能，開普勒望遠鏡覆蓋的小部分天區無法代表更大範圍的宇宙空間。
TESS與開普勒極大不同，特別是其覆蓋的天區範圍。它並非聚焦於一小塊天區，而是進行巡天觀測。NASA的這個新行星獵手，也將聚焦於最亮的星體。這是因為TESS最初的科研任務就是尋找比圍繞亮星運行且比海王星更大的行星。星體必須足夠亮，這樣跟蹤分光觀測器能分辨出行星的質量及其大氣構成。
圖解：開普勒的視場僅覆蓋0.25%的天區。TESS則幾乎可進行全天觀測。圖：NASA/Ames/JPL-Caltech；版權：Software Bisque
儘管我們對於系外行星在體積和軌道週期上的共性尚未達成共識，但開普勒的觀測發現至少表明了系外行星是普遍存在的。很多恆星都有行星。但開普勒所發現的系外行星均極其遙遠，在幾百秒差距到幾千秒差距之間。精密的跟蹤觀測幾乎不可能。而TESS聚焦於更近和更靠近地球的恆星，跟蹤觀測將更容易，其觀測結果，在確定系外行星星族上也將更具代表性、更精確。
我們可以對TESS做怎樣的期待呢？
NASA和馬里蘭大學的Thomas Barclay、理海大學的Joshua Pepper和NASA的Elisa Quintana，在天體物理學期刊上發佈了一篇論文，他們的研究預測的了TESS的成果。三位研究人員運用了我們已知的恆星星族和系外行星星族知識，結合TESS的觀測方式，得出了他們的預測。
該模擬實驗有三個重要因素：
- TESS將觀測的星族的模擬
- 行星圍繞恆星運轉的典型樣本
- 預計TESS將探測的行星數量
他們的預測被稱為“產量模擬”，這種方式並非天文學家首次使用了。但在數量方面，我們首先提問：問什麼我們需要預先知道TESS將發現的行星數量呢？
宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我們甚至不知道是否有系外行星存在。後來，我們在脈衝星附近觀測到了一些。開普勒太空望遠鏡發射後則為我們找到了上千顆。隨著NASA發射的“凌星系外行星巡天望遠鏡”（TESS）投入使用，一項新的研究預測了TESS將帶來的新發現。
我們目前對於系外行星的多樣性和數量有更多的瞭解，很大部分原因要歸功於開普勒望遠鏡。但開普勒望遠鏡有其侷限性和由觀測方式所致的取樣偏差。同時，開普勒的觀測僅覆蓋0.25%一小塊天區。雖然並非絕對，但極有可能，開普勒望遠鏡覆蓋的小部分天區無法代表更大範圍的宇宙空間。
TESS與開普勒極大不同，特別是其覆蓋的天區範圍。它並非聚焦於一小塊天區，而是進行巡天觀測。NASA的這個新行星獵手，也將聚焦於最亮的星體。這是因為TESS最初的科研任務就是尋找比圍繞亮星運行且比海王星更大的行星。星體必須足夠亮，這樣跟蹤分光觀測器能分辨出行星的質量及其大氣構成。
圖解：開普勒的視場僅覆蓋0.25%的天區。TESS則幾乎可進行全天觀測。圖：NASA/Ames/JPL-Caltech；版權：Software Bisque
儘管我們對於系外行星在體積和軌道週期上的共性尚未達成共識，但開普勒的觀測發現至少表明了系外行星是普遍存在的。很多恆星都有行星。但開普勒所發現的系外行星均極其遙遠，在幾百秒差距到幾千秒差距之間。精密的跟蹤觀測幾乎不可能。而TESS聚焦於更近和更靠近地球的恆星，跟蹤觀測將更容易，其觀測結果，在確定系外行星星族上也將更具代表性、更精確。
我們可以對TESS做怎樣的期待呢？
NASA和馬里蘭大學的Thomas Barclay、理海大學的Joshua Pepper和NASA的Elisa Quintana，在天體物理學期刊上發佈了一篇論文，他們的研究預測的了TESS的成果。三位研究人員運用了我們已知的恆星星族和系外行星星族知識，結合TESS的觀測方式，得出了他們的預測。
該模擬實驗有三個重要因素：
- TESS將觀測的星族的模擬
- 行星圍繞恆星運轉的典型樣本
- 預計TESS將探測的行星數量
他們的預測被稱為“產量模擬”，這種方式並非天文學家首次使用了。但在數量方面，我們首先提問：問什麼我們需要預先知道TESS將發現的行星數量呢？
圖解：這是TESS“第一道光”系列照片之一，左邊是恆星劍魚座R，右邊是大麥哲倫耘。圖：NASA/MIT/TESS
答案是，為了預先判斷跟蹤觀測項目可能會是怎樣。因為觀測資源昂貴，天文學家傾向於事先做好計劃。他們不希望出現，TESS的成果已經出來但是他們尚未想出下一步計劃如何進行。也可能是因為他們就像孩子獲得糖果那樣興奮。又或者，兼而有之。
產量模擬：14000顆系外星系和10顆類地行星
Barclay, Pepper, and Quintana模擬了300次，最終得出了這個預計數量。他們的研究成果包括如下細節：行星繞行的恆星類型，探測不同行星使用的不同觀測方式，以及不同恆星類型和行星與跟蹤觀測的關聯。簡而言之，三位研究人員是這樣看待TESS在兩年任務時間裡可能發現的：
- 總計14000顆系外行星
- 其中有2100顆小於4倍地球半徑，包括280顆小於2倍地球半徑
- 70顆繞紅矮星旋轉的宜居行星，其中9個小於2倍地球半徑
- 在類日恆星宜居帶中的10顆類地行星，均小於2倍地球半徑
這是一個相當激動人心的方向。14000顆系外行星，其中有類日恆星宜居帶中的10顆類地行星。這並不意味著TESS就一定能找到，但是這是一個非常棒非常有趣的預測。特別是跟開普勒比起來，TESS將發現的系外行星是未來進一步觀測和研究的主要目標行星。
宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我們甚至不知道是否有系外行星存在。後來，我們在脈衝星附近觀測到了一些。開普勒太空望遠鏡發射後則為我們找到了上千顆。隨著NASA發射的“凌星系外行星巡天望遠鏡”（TESS）投入使用，一項新的研究預測了TESS將帶來的新發現。
我們目前對於系外行星的多樣性和數量有更多的瞭解，很大部分原因要歸功於開普勒望遠鏡。但開普勒望遠鏡有其侷限性和由觀測方式所致的取樣偏差。同時，開普勒的觀測僅覆蓋0.25%一小塊天區。雖然並非絕對，但極有可能，開普勒望遠鏡覆蓋的小部分天區無法代表更大範圍的宇宙空間。
TESS與開普勒極大不同，特別是其覆蓋的天區範圍。它並非聚焦於一小塊天區，而是進行巡天觀測。NASA的這個新行星獵手，也將聚焦於最亮的星體。這是因為TESS最初的科研任務就是尋找比圍繞亮星運行且比海王星更大的行星。星體必須足夠亮，這樣跟蹤分光觀測器能分辨出行星的質量及其大氣構成。
圖解：開普勒的視場僅覆蓋0.25%的天區。TESS則幾乎可進行全天觀測。圖：NASA/Ames/JPL-Caltech；版權：Software Bisque
儘管我們對於系外行星在體積和軌道週期上的共性尚未達成共識，但開普勒的觀測發現至少表明了系外行星是普遍存在的。很多恆星都有行星。但開普勒所發現的系外行星均極其遙遠，在幾百秒差距到幾千秒差距之間。精密的跟蹤觀測幾乎不可能。而TESS聚焦於更近和更靠近地球的恆星，跟蹤觀測將更容易，其觀測結果，在確定系外行星星族上也將更具代表性、更精確。
我們可以對TESS做怎樣的期待呢？
NASA和馬里蘭大學的Thomas Barclay、理海大學的Joshua Pepper和NASA的Elisa Quintana，在天體物理學期刊上發佈了一篇論文，他們的研究預測的了TESS的成果。三位研究人員運用了我們已知的恆星星族和系外行星星族知識，結合TESS的觀測方式，得出了他們的預測。
該模擬實驗有三個重要因素：
- TESS將觀測的星族的模擬
- 行星圍繞恆星運轉的典型樣本
- 預計TESS將探測的行星數量
他們的預測被稱為“產量模擬”，這種方式並非天文學家首次使用了。但在數量方面，我們首先提問：問什麼我們需要預先知道TESS將發現的行星數量呢？
圖解：這是TESS“第一道光”系列照片之一，左邊是恆星劍魚座R，右邊是大麥哲倫耘。圖：NASA/MIT/TESS
答案是，為了預先判斷跟蹤觀測項目可能會是怎樣。因為觀測資源昂貴，天文學家傾向於事先做好計劃。他們不希望出現，TESS的成果已經出來但是他們尚未想出下一步計劃如何進行。也可能是因為他們就像孩子獲得糖果那樣興奮。又或者，兼而有之。
產量模擬：14000顆系外星系和10顆類地行星
Barclay, Pepper, and Quintana模擬了300次，最終得出了這個預計數量。他們的研究成果包括如下細節：行星繞行的恆星類型，探測不同行星使用的不同觀測方式，以及不同恆星類型和行星與跟蹤觀測的關聯。簡而言之，三位研究人員是這樣看待TESS在兩年任務時間裡可能發現的：
- 總計14000顆系外行星
- 其中有2100顆小於4倍地球半徑，包括280顆小於2倍地球半徑
- 70顆繞紅矮星旋轉的宜居行星，其中9個小於2倍地球半徑
- 在類日恆星宜居帶中的10顆類地行星，均小於2倍地球半徑
這是一個相當激動人心的方向。14000顆系外行星，其中有類日恆星宜居帶中的10顆類地行星。這並不意味著TESS就一定能找到，但是這是一個非常棒非常有趣的預測。特別是跟開普勒比起來，TESS將發現的系外行星是未來進一步觀測和研究的主要目標行星。
圖解：多數系外行星是圍繞紅矮星運轉的，因為紅矮星是物質最豐富的恆星。這是從右側第一顆衛星視角看TRAPPIST-1系統的藝術想象圖。版權：NASA/JPL-Caltech
這並不是TESS的第一個“產量模擬”。但是它不僅僅是根據模擬星族而是根據實際情況作出的，所以會更準確。2015年和2017年分別有兩個以模擬星族為基礎的產量模擬。
這個“產量模擬”表明我們很有可能在宜居帶中找到類地行星。這也是所有人都想知道的。
但也許更重要的是，這些模擬表明TESS將會實現其目標任務：通過觀測大量比海王星更小的行星，並在跟蹤研究中確定他們的質量和大氣構成。
在這兩方面，TESS將給我們帶來一些更確切的成果。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. 苗-universetoday
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