Webinar # 8 NASA Time Machine Visualization
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几个世纪以来，人类一直想知道其他地球围绕遥远恒星运转的可能性。也许这些外星世界中的一些将拥有奇怪的生活形式，或者拥有独特而有说服力的历史或未来。但直到1995年，天文学家才发现太阳系外的第一颗行星绕太阳系恒星运行。
在过去的十年中，特别是已知绕轨道运行的行星的数量从100以下增加到超过2,000，另有2,000个行星等待确认。大多数这些新发现都是由于一次努力 - 美国宇航局的开普勒任务。
开普勒是一艘航天器，装有1米长的望远镜，可以照亮一张像饼干大小的95万像素数码相机。仪器检测到150,000颗恒星的亮度微小变化，寻找行星阻挡一部分星光的迹象，当它穿过望远镜的视线时。它是如此敏感，以至于它可以从地球上空的轨道上探测到芝加哥一盏路灯周围的嗡嗡声。它可以看到恒星震动和振动;它可以看到星星斑点和耀斑;在有利的情况下，它可以看到像月球一样小的行星。
开普勒的数千项发现彻底改变了我们对行星和行星系统的理解。然而，现在，宇宙飞船的肼燃料耗尽，正式退役。幸运的是，对于行星猎人来说，美国宇航局的TESS任务于4月启动，将接管系外行星搜索。
开普勒的历史
开普勒任务是在20世纪80年代初由美国宇航局科学家比尔博鲁奇设想的，后来得到了大卫科赫的帮助。当时，太阳系外没有已知的行星。开普勒最终于2000年成立，并于2009年3月推出。我于2008年加入了开普勒科学团队（作为一名睁大眼睛的新秀），最终共同主持研究行星与Jack Lissauer行动的小组。
最初，该任务计划持续三年半，可能延长，只要燃料，相机或航天器持续。随着时间的推移，相机的某些部分开始出现故障，但任务仍然存在。然而，在2013年，当其四个稳定陀螺仪中的两个（技术上的“反作用力轮”）停止时，最初的开普勒任务有效地结束了。
即便如此，凭借一些独创性，NASA能够利用太阳的反射光来帮助驾驶太空船。该任务被重新命名为K2，并继续寻找行星再过五年。现在，随着燃油表接近空，行星狩猎的业务正在逐渐减少，航天器将在太阳系中漂流。原始任务中的行星候选人的最终目录于去年年底完成，最后一次对K2的观察正在结束。
开普勒的科学
从这些数据中汲取我们所能获得的知识将在未来几年继续，但到目前为止我们所看到的已经让全球的科学家感到惊讶。
我们已经看到一些行星只用了几个小时绕着它们的恒星运行，并且非常热，以至于地表岩石像彗星尾巴一样在地球后面蒸发并落后。其他系统有如此靠近的行星，如果你站在一个行星的表面，第二个行星将出现大于10个满月。一个系统充满了行星，其中八个星球比地球更接近太阳。许多行星，有时是多个行星，在其主星的可居住区内轨道运行，其表面可能存在液态水。
与任何任务一样，开普勒套件也需要权衡利弊。它需要盯着天空的一部分，每隔30分钟闪烁一次，连续四年。为了研究足够的恒星进行测量，恒星必须相当遥远 - 就像你站在森林中间一样，有更多的树远离你而不是你。遥远的恒星昏暗，他们的行星很难研究。事实上，想要研究开普勒行星特性的天文学家面临的一个挑战是，开普勒本身通常是最好的仪器。来自地面望远镜的高质量数据需要对最大的望远镜进行长时间观测 - 这些宝贵资源限制了可观测到的行星数量。
我们现在知道星系中至少有与恒星一样多的行星，而且许多行星与太阳系中的行星完全不同。了解各种行星的特征和个性需要天文学家研究那些可以携带更多仪器和更多望远镜的更明亮，更近的恒星。
输入TESS
由麻省理工学院的乔治·里克尔领导的美国宇航局过境系外行星测量卫星任务正在使用开普勒使用的相同探测技术搜寻行星。 TESS的轨道，而不是在太阳周围，与月亮有着密切的关系：TESS在每个月球轨道上绕地球运行两次。观察模式，而不是盯着天空的一个部分，将以重叠的视野扫描几乎整个天空（很像花朵上的花瓣）。
鉴于我们从开普勒学到的东西，天文学家希望TESS能够找到更多的行星系统。通过对整个天空进行测量，我们将找到绕开普勒发现的轨道恒星10倍，亮度100倍的系统 - 为测量行星质量和密度开辟新的可能性，研究它们的大气，表征它们的主星并建立完整的星系行星所在系统的性质。反过来，这些信息将告诉我们更多关于我们自己星球的历史，生命如何开始，我们避免的命运，以及我们可以遵循的其他路径。
随着开普勒完成其旅程并且TESS接过接力棒，寻求在宇宙中寻找我们的位置的努力仍在继续。
本文最初发表于Jason Steffen的The Conversation。阅读原文。