系外行星无处不在

在过去的几十年里，系外行星研究发生了革命性的变化。

三十年前，我们只知道太阳系外有少数几颗系外行星。

今天，我们已经知道了超过5000个这样的遥远世界的存在，其中一些与地球大小相似，一些绕着与太阳类似的恒星运行。

在这场系外行星革命中，一个重要的参与者是NASA的开普勒空间望远镜，它已于2018年退役。

迄今为止发现的所有系外行星中，有超过50%是通过搜索开普勒数据来寻找凌星信号而发现的。

但我们寻找系外行星的脚步还远没有停止。

NASA的凌星系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satelpte，TESS）于2018年发射，它迅速从开普勒望远镜手中接过了接力棒，继续利用凌星法寻找系外行星。

TESS卫星的任务是对全天进行搜寻，力图找到距离我们最近的那些系外行星。

TESS是唯一能够对整个天空进行观测，进而发现银河系中许多最近、最易接近的系外行星的空间望远镜。

因为TESS发现的系外行星主要围绕着相对小质量、明亮、且邻近的恒星，天文学家可以轻松地使用其他观测设备进行后随观测，确定系外行星的质量和大气层的成分。

我们正通过TESS的发现，在探索系外行星的构成，以及寻找类似地球的系外行星的旅程中不断向前迈进。

截至2022年底，TESS发现的位于南天的已经确证的系外行星（蓝色）和行星候选体（橙色）。

更靠近家园的小号系外行星

TESS使得我们得以着重搜寻那些距离我们的家园太阳系最近的行星系统。

到目前为止，TESS已经发现并确证了285颗系外行星，还有超过4000颗待确认的系外行星候选体。

TESS迄今为止的发现大致符合我们在发射前的预期。

TESS望远镜及其巡天项目的核心任务目标是发现50颗半径小于地球4倍的较小行星，并且这些行星系统适合用地面望远镜和设备观测并测量其质量。

现在，TESS已经远远超过了这个目标，它发现了174颗较小行星，其中116颗已经获得了后续质量测量。

TESS发现的第一颗行星，山案座πc（PiMensae c），绕着一颗非常明亮的恒星运行，山案座π是一颗肉眼可见的恒星——当然，这需要观测者视力较好，且处在一个远离城市灯光污染的非常暗的地方。

虽然你可以在一个晴朗的夜晚用自己的眼睛看到山案座π这颗恒星，但你不可能用肉眼看到绕转它的行星，因为它的大小只有地球的两倍左右，而且它离它的恒星非常近，周期只有6天多一点。

在TESS观测这个系统之前，天文学家已经发现了其中的另一颗行星，一颗在更长轨道上运行的气态巨行星。

山案座πc的发现仿佛打开了TESS即将来临的科学成果的闸门，随之而来的新发现仿佛洪水一般大量的涌现。

在这些TESS新发现中，主要是一些较小行星，它们的大小只有地球的几倍，其中约50%属于超级地球或迷你海王星类别——这个比例大致与以前的系外行星发现比例相似，但这样的行星在我们太阳系中并不存在。

当超级地球的大小在1.8倍地球左右以及更小一些的时候，我们就不能断定它们的表面是否一定是类似地球的岩石形态；相反，它们可能有各种各样的成分。

其中一种预期的成分是水世界，例如天文学家对于TOI52b的推测。

这颗行星大约比地球大70%，质量大约是地球的五倍。

根据它的大小和质量，天文学家可以计算出行星的密度，并推测它可能有一个非常深的海洋。

TESS在寻找可能宜居的地球大小（甚至更小！）的岩质行星方面也取得了巨大的进展，迄今已发现了11颗这样的行星，其中包括HD 21749c和L 98-59b。

这两颗行星比地球温暖得多，因此对于我们所知的生命来说并不宜居。

然而，TESS发现了一些与其恒星距离适当的行星，倘若具备符合条件的大气层，这些行星的表面温度可能与地球相似，并且能够在其地表拥有液态水。

TOI-700 d就是这样的一个典型例子，它是TESS发现的一颗位于其恒星宜居带内的系外行星，且该行星仅比地球大20%，因此也有可能具有岩石表面。

话虽如此，即使像TOI-700 d这样的大小和温度与地球一样行星，我们也无法断定它是否完全和地球一样。

它们之间的一个关键区别是TOI-700 d绕着一颗红矮星运行——TOI-700大约是太阳大小的40%，温度大约是太阳的一半。

事实上，这颗行星周期很短，每37天就绕着这颗凉爽的恒星运行一周，但它仍然有着类似于地球的温度，正是因为TOI-700这颗恒星比太阳的温度低得多。

由于红矮星的磁场通常也比太阳更活跃，像TOI-700 d这样在相对短的轨道上运行的行星，在其一生中会遭受更高水平的辐射。

这种辐射肯定会以我们暂未深入理解的方式影响生命的形成和演化。

与地球不尽相同 恒星TOI-700的宜居带内有两颗行星：d和新发现的行星e（于2023年1月公布）。

但由于该恒星是一颗红矮星，其适居带比水星与太阳的距离更近。

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