接棒开普勒，TESS开启“寻亲”路

土豆泥

据说，再过50亿年太阳就要“寿终正寝”了。在消失之前，太阳会变成红巨星，整个体积扩大2倍，然后把它的“小弟”地球一起“带走”。虽然相比于人的一生，50亿年很漫长，而且再过50亿年太阳也未必会消失。但从为子子孙孙考虑的角度，人们还是觉得寻找个地球“亲兄弟”做“备份”更保险。另外，考虑到人口的增多、地球资源的减少、环境的破坏等因素，给地球找个“亲兄弟”也是一个很有必要的事情。目前，这一“寻亲”的任务就落在了空间望远镜身上。

待在太空中“寻亲”

和我们平时见到的望远镜不同，这些被委以重任的望远镜是在浩瀚的宇宙中工作的。它们需要和卫星一起搭乘火箭升空，在到达目的地后开始“寻亲”工作。而工作地点选在太空而不是人们控制更方便的地面，是因为它们采用了凌星法为地球“寻亲”。

在宇宙中行星是围绕恒星转动的，就像地球总是绕着太阳跑圈一样。因为行星不发光也不透明，所以在它绕国跑的过程中，总会遮挡一部分恒星的光芒使恒星的亮度发生改变，而凌星法就是通过恒星亮度变暗来推测行星存在的方法。因为大气层会对星光产生干扰，待在地面的望远镜很难观测到恒星明暗变化的信号，所以只好把工作地点选在太空。

开普勒的“正反面”

说起空间望远镜，相信很多人都听过开普勒的大名。从2009年发射至今，开普勒已经发现了3 500多个行星，可谓战绩显赫。虽然开普勒为地球找到了很多个“亲兄弟”候选人，贡献巨大，但耀眼的战绩并不能掩盖它的缺点——狭窄的视野。开普勒在太空中只能监测很小的一片区域，并且监测的区域还几乎是固定不变的。为了找到更多的恒星样本，开普勒只能以增加距离获得更大视野。然而，随着距离的增加，接收到的恒星发出的光会越弱，微弱的光线不仅降低了数据的准确性，还使得一些测量工作根本无法進行。就这样，“寻亲健将”开普勒给人们出了一道进退两难的题。

TESS拿下“接力棒”

本身的局限陛已经给开普勒的工作带了危机，雪上加霜的是，在2012年，它的一个反作用轮出了问题，随后在2013年又坏掉了一个。本身的局限加上接二连三的打击让开普勒的“寻亲生涯”进入了末期，在“发挥余热”进行了几年“K2计划”工作之后，开普勒迎来了它的“继承人”——凌日系外行星巡天测量卫星（简称“TESS”），TESS将接棒开普勒，开启地球“寻亲”新征程。

相比于开普勒，TESS的视野要宽广很多。这个优势主要通过三方面实现。首先，TESS所携带的望远镜口径要比开普勒小很多，因为望远镜的接收面积和视场大小互为倒数，所以“身材苗条”的TESS视野会更加宽广；其次，和开普勒的单兵作战不同，TESS可是“四兄弟齐上阵”，这可是用实际行动告诉大家，什么叫“人多力量大”；最后，TESS还可以通过旋转，覆盖不同方向的不同区域，这一点可比只能“盯一个地方”的开普勒强多了。

“赶时间的大忙人”

接过了接力棒，TESS就要开足马力工作了。在接下来的2年里，TESS的视野将覆盖整个天球（指一个以测者为球心、半径无限长的假想球面）的90%左右。在TESS的计划里，整个天球会被分成26个区域，每个区域观测1个月左右的时间。

虽然TESS的能力比开普勒强很多，但在观测过程中TESS也有难处。在用凌星法寻找行星的时候，科学家希望观测到的信号能够重复出现，这样可以证明不是仪器本身造成光线的明暗变化。然而，TESS跟一颗恒星“对眼”的时间只有1个月，这个时间根本等不到一些长周期行星的再次归来，TESS成了一个“赶时间的大忙人”，也是科学家在考虑经费时不得不做出的选择。

考虑到这个难处，TESS把注意力集中在了红矮星身上。红矮星不仅表面温度和亮度比太阳低，质量也比太阳小很多。温度的降低拉近了宜居带，质量的减少则缩短了行星运行的周期。身处宜居带内的行星绕着主星转1圈只需要几周时间，这就和待1个月的TESS有了再次相见的机会。

让“寻亲”进行下去

不过，除了开普勒和TESS，还会有其他成员加入到“寻亲队伍”中吗？答案是肯定的，并且是很多。比如，计划在2018年底发射、用于观测那些已经证明有行星环绕的恒星并收集数据的CHEOPS；计划于2020年发射、配备强大的凌星光谱观测工具的JWST；计划于2026年发射、TSEE的“进化版”PLATO，等等。相信，在它们的努力下，会有越来越多的系外行星进入人们的视野，说不定哪天就出现了个地球的“亲兄弟”。

无论这些“寻亲高手”最终能否在浩瀚的宇宙中找到地球的“亲兄弟”，保护环境、爱护地球都是我们应该做、并且要一直坚持做的事情。我们保护地球并不仅仅是因为它的唯一，还因为这是我们出生、成长的地方，是给予我们温暖的家园。低碳出行、不乱扔垃圾、不浪费资源……用实际行动告诉地球，它的“亲人”其实一直都在。