“凌日系外行星勘測人造衛(wèi)星”(TESS)在軌工作示意圖
TESS小組的合作方包括麻省理工學(xué)院的卡維利天體物理與空間研究學(xué)院(MKI)以及麻省理工林肯實驗室;美國宇航局的戈達德空間飛行中心;軌道科學(xué)公司;美國宇航局埃姆斯研究中心;哈佛-史密松天體物理中心;宇航集團以及空間望遠鏡科學(xué)研究所。
該項目的首席科學(xué)家由麻省理工卡維利天體物理與空間研究學(xué)院的高級研究科學(xué)家喬治·瑞科爾(George Ricker)擔(dān)任。其將運用一組廣角相機陣列掃描全天并借助凌星法搜尋系外行星，從地球大小的行星到木星那樣的氣態(tài)巨行星都將是搜尋目標，搜索主要的覆蓋范圍將是距離太陽系較近的明亮恒星。所謂系外行星是指圍繞其它恒星運行的行星，而所謂凌星則是指系外行星從我們觀察的視線方向上經(jīng)過，遮擋部分恒星的光芒，從而讓我們得以探測到它們的存在。
瑞科爾表示：“TESS項目將實施首次天基全天凌星巡天，其巡視覆蓋面積將比起此前的類似項目高出400倍以上。預(yù)計它將在太陽系附近空間內(nèi)新發(fā)現(xiàn)數(shù)千顆隱匿的系外行星，而其主要的關(guān)注對象則是和地球大小相似的那些行星。”
獨特的軌道
TESS的實施得益于麻省理工的研究團隊在過去7年間發(fā)展出的新技術(shù)。瑞科爾說：“對于TESS而言，我們得以成功地為它涉及出一條最佳軌道，在這條軌道上運行，探測器和地球和月球之間的距離都恰到好處。”
在這條軌道上運行，探測器大約每兩周會接近地球一次，此時可以允許進行高速率的數(shù)據(jù)傳輸并且與此同時讓探測器本身保持在地球有害的輻射帶范圍之外。這一最優(yōu)化軌道將可以維持數(shù)十年之久，讓TESS探測器的相機系統(tǒng)保持在一個非常穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)。
有了TESS探測器之后，科學(xué)家們便將有能力對大量系外行星的質(zhì)量，大小，軌道和大氣等各項參數(shù)開展考察，并對一部分位于宜居帶范圍內(nèi)的類地行星開展相關(guān)研究。TESS項目的觀測結(jié)果也將為未來即將升空的新一代詹姆斯·韋伯空間望遠鏡，以及其它未來將要投入使用的新建大型地面望遠鏡做進一步觀測提供初步觀測目標清單。
TESS項目組成員除了瑞科爾之外還包括MIT物理學(xué)助理教授喬西·維恩(Josh Winn)以及MIT行星和物理學(xué)教授薩拉·賽格爾(Sara Seager)。維恩表示：“我們對于TESS項目的入選感到興奮不已，這是系外行星研究領(lǐng)域合乎邏輯的下一步驟。”賽格爾也補充道：“TESS項目的入選增加了我們在未來10年在其它行星上發(fā)現(xiàn)生命跡象的可能性。”
基于大學(xué)的團隊
MKI高級研究科學(xué)家羅蘭德·萬德斯皮克(Roland Vanderspek)和喬伊·維蘭斯納(Joel Villasenor)將分別擔(dān)任項目的副首席科學(xué)家以及載荷科學(xué)家。首席研究科學(xué)家阿蘭·萊維(Alan Levine)也將參與研究工作。來自林肯實驗室的托尼·史密斯(Tony Smith)將負責(zé)TESS項目的載荷管理，林肯實驗室還將負責(zé)TESS探測器上的光學(xué)相機研制以及CCD設(shè)備。
MKI研究所主管，MIT物理學(xué)教授杰克·哈維特(Jackie Hewitt)表示：“美國宇航局探索者計劃給了我們一個絕佳的機會，讓我們這樣一個大學(xué)的小團隊能夠開展最前沿的空間科學(xué)研究，并由此趕上快速發(fā)展中的系外行星科學(xué)。”他說：“在MIT，TESS擁有來自MKI研究所，物理系以及地球，大氣和行星科學(xué)系的教授和其它同事組成的科學(xué)家團隊，我們還將聚集鼓勵我們的學(xué)生參與到這項工作中來。”
此前進行的地基巡天項目主要針對的是那些巨型的系外行星。而美國宇航局的開普勒空間望遠鏡在其工作期間已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量小型的系外行星目標，但是開普勒望遠鏡所觀測的那些系外行星的母恒星都是比較暗淡的，難以進行研究。相比之下，TESS項目將會找出存在于那些明亮恒星周圍的小型系外行星。
瑞科爾表示：“TESS將要獲取的將是一份列出太陽系附近所有明亮恒星周圍發(fā)生凌星現(xiàn)象的小質(zhì)量恒星的數(shù)據(jù)庫，這些行星毫無疑問將是未來進行進一步詳細考察的首選目標。”
探查中子星的奧秘
此次另外一項在美國宇航局獲選的項目是“中子星內(nèi)部組成探測器(NICER)”。這一設(shè)備將被安裝在國際空間站上，用于測量宇宙X射線源變化，即所謂“X射線時變”。這樣的探測將有望揭示中子星內(nèi)部的奇異物質(zhì)狀態(tài)，并探查這些星體的表面和內(nèi)部物質(zhì)組成。NICER項目的首席科學(xué)家是美國宇航局戈達德空間飛行中心的凱斯·格蘭德羅(Keith Gendreau)。與此同時，由瑞科爾領(lǐng)銜的MKI團隊同時也是NICER項目的合作伙伴。
約翰·格蘭斯菲爾德(John Grunsfeld)是美國宇航局科學(xué)項目副主管，在近期發(fā)表的一份宇航局聲明中他表示：“探索者計劃擁有資助開展最具創(chuàng)新性項目的悠久歷史，這些項目旨在解答那些空間科學(xué)領(lǐng)域最令人感到驚奇的問題。”他說：“這兩項計劃的入選和實施將讓我們得以了解組成中子星的奇異物質(zhì)成分和狀態(tài)，并找出那些可能隱匿在近距離明亮恒星周圍的小質(zhì)量行星，這些系外行星都將是未來的大型觀測設(shè)備，如詹姆斯·韋伯空間望遠鏡進行進一步研究的目標。”
探索者項目是美國宇航局連續(xù)實施的歷史最悠久的項目計劃，迄今已經(jīng)有超過90個項目受其資助下實施。該項目從1958年開始執(zhí)行，旗下的首顆探測器是“探索者-1號”，這顆衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了地球的輻射帶。另一個探索者計劃資助下的項目是宇宙微波背景輻射探測器，這顆探測器獲得的數(shù)據(jù)及其分析結(jié)果達成的科學(xué)進展讓項目負責(zé)人獲得了諾貝爾獎。該項目整體由美國宇航局戈達德空間飛行中心負責(zé)管理工作。(晨風(fēng))
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