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宇宙中究竟有多少系外行星呢？此前，我们甚至不知道是否有系外行星存在。后来，我们在脉冲星附近观测到了一些。开普勒太空望远镜发射后则为我们找到了上千颗。随着NASA发射的“凌星系外行星巡天望远镜”（TESS）投入使用，一项新的研究预测了TESS将带来的新发现。

我们目前对于系外行星的多样性和数量有更多的了解，很大部分原因要归功于开普勒望远镜。但开普勒望远镜有其局限性和由观测方式所致的取样偏差。同时，开普勒的观测仅覆盖0.25%一小块天区。虽然并非绝对，但极有可能，开普勒望远镜覆盖的小部分天区无法代表更大范围的宇宙空间。

TESS与开普勒极大不同，特别是其覆盖的天区范围。它并非聚焦于一小块天区，而是进行巡天观测。NASA的这个新行星猎手，也将聚焦于最亮的星体。这是因为TESS最初的科研任务就是寻找比围绕亮星运行且比海王星更大的行星。星体必须足够亮，这样跟踪分光观测器能分辨出行星的质量及其大气构成。

图解：开普勒的视场仅覆盖0.25%的天区。TESS则几乎可进行全天观测。图：NASA/Ames/JPL-Caltech；版权：SoftwareBisque

尽管我们对于系外行星在体积和轨道周期上的共性尚未达成共识，但开普勒的观测发现至少表明了系外行星是普遍存在的。很多恒星都有行星。但开普勒所发现的系外行星均极其遥远，在几百秒差距到几千秒差距之间。精密的跟踪观测几乎不可能。而TESS聚焦于更近和更靠近地球的恒星，跟踪观测将更容易，其观测结果，在确定系外行星星族上也将更具代表性、更精确。

我们可以对TESS做怎样的期待呢？

NASA和马里兰大学的ThomasBarclay、理海大学的JoshuaPepper和NASA的ElisaQuintana，在天体物理学期刊上发布了一篇论文，他们的研究预测的了TESS的成果。三位研究人员运用了我们已知的恒星星族和系外行星星族知识，结合TESS的观测方式，得出了他们的预测。

该模拟实验有三个重要因素：

TESS将观测的星族的模拟行星围绕恒星运转的典型样本预计TESS将探测的行星数量他们的预测被称为“产量模拟”，这种方式并非天文学家首次使用了。但在数量方面，我们首先提问：问什么我们需要预先知道TESS将发现的行星数量呢？

图解：这是TESS“第一道光”系列照片之一，左边是恒星剑鱼座R，右边是大麦哲伦耘。图：NASA/MIT/TESS

答案是，为了预先判断跟踪观测项目可能会是怎样。因为观测资源昂贵，天文学家倾向于事先做好计划。他们不希望出现，TESS的成果已经出来但是他们尚未想出下一步计划如何进行。也可能是因为他们就像孩子获得糖果那样兴奋。又或者，兼而有之。

产量模拟：颗系外星系和10颗类地行星

Barclay,Pepper,andQuintana模拟了次，最终得出了这个预计数量。他们的研究成果包括如下细节：行星绕行的恒星类型，探测不同行星使用的不同观测方式，以及不同恒星类型和行星与跟踪观测的关联。简而言之，三位研究人员是这样看待TESS在两年任务时间里可能发现的：

总计颗系外行星其中有颗小于4倍地球半径，包括颗小于2倍地球半径70颗绕红矮星旋转的宜居行星，其中9个小于2倍地球半径在类日恒星宜居带中的10颗类地行星，均小于2倍地球半径这是一个相当激动人心的方向。颗系外行星，其中有类日恒星宜居带中的10颗类地行星。这并不意味着TESS就一定能找到，但是这是一个非常棒非常有趣的预测。特别是跟开普勒比起来，TESS将发现的系外行星是未来进一步观测和研究的主要目标行星。

图解：多数系外行星是围绕红矮星运转的，因为红矮星是物质最丰富的恒星。这是从右侧第一颗卫星视角看TRAPPIST-1系统的艺术想象图。版权：NASA/JPL-Caltech

这并不是TESS的第一个“产量模拟”。但是它不仅仅是根据模拟星族而是根据实际情况作出的，所以会更准确。年和年分别有两个以模拟星族为基础的产量模拟。

这个“产量模拟”表明我们很有可能在宜居带中找到类地行星。这也是所有人都想知道的。

但也许更重要的是，这些模拟表明TESS将会实现其目标任务：通过观测大量比海王星更小的行星，并在跟踪研究中确定他们的质量和大气构成。

在这两方面，TESS将给我们带来一些更确切的成果。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.苗-universetoday

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