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佛罗里达州肯尼迪航天中心电 — 新一轮的星际搜寻工作即将启动。

一架雄心壮志、布满了照相机的小型航天器——美国国家航空航天局（NASA）拗口地称其为凌日系外行星勘测卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS）——最快将于 4 月 16 日下午 6 点 32 分，于一片烟雾火光中，乘着 SpaceX 的猎鹰 9 号火箭，从此长居于地月之间。

接下来，它将至少花费 2 年时间搜寻太空，试图找到外星世界。

过去三十年，天文学界一直在试图解答几千年来人类心中的谜团：我们是独一无二的吗？还有其他像地球一样的星球吗？而 TESS 正是试图解开谜团的最新努力。在银河系的其他任何地方，就算只发现了微生物，都将震动整个科学界。

然而就在不久前，天文学家甚至都不知道在我们的太阳系外是否有行星存在，或者如果存在，是否能找到它们。但是自 1995 年发现一颗环绕着类日恒星飞马座 51（51 Pegasi）的行星以来，天文界早就迎来了一场变革。

2009 年，NASA 的开普勒望远镜（Kepler）发射升空。经它观察发现，仅在天鹅座（Cygnus）附近的一小块银河系区域，就可能存在近 4000 颗行星。在定向系统损坏之后，开普勒曾短暂地搜寻了一下其他星域。在太空工作了九年之后，它的燃料已经耗尽。

多亏包括开普勒望远镜在内的一系列努力，天文学家认为我们的星系中有数以亿计的宜居星球，而这就意味着，距离我们最近的一颗可能仅有 10 至 15 光年之远。

如今，这一工作有了继任者。现在轮到 TESS 去寻找附近的那些行星了，它的目的是找到那些距离近到可以用天文望眼镜仔细观察，甚至可以让一个星际机器人前去访问的行星。

在提到开普勒望远镜的功劳时，TESS 工作人员、麻省理工学院的行星科学家萨拉·西格尔（Sara Seager）说：“大部分伴有行星的恒星都很遥远，而 TESS 要找的是离地球相近的那些。”

TESS 团队领导人、麻省理工学院研究员乔治·瑞克（George Ricker）期望能在距离地球 300 光年的范围内找到大约 500 颗类地行星，这个距离能够让地面上和太空中的下一代天文望眼镜检查它们的宜居性——或者甚至可直接观察上面的居民。

不过，按照 TESS 团队的说法，宇宙中可不只有行星。

“TESS 会给我们带来很多乐趣，”瑞克博士表示，“我们可以观测到两千万颗恒星。”他介绍说，太空中每闪烁一次，该航天器都能对其进行精确的亮度测量。“银河系、恒星、活跃星系核……”他的声音越来越弱。

太阳系外的大部分行星都围绕着红矮星（red dwarfs）转动。太阳系周围（以及整个宇宙里）的恒星大多是这种比太阳小很多，温度比太阳低许多的恒星。据推测，大部分的行星都围着它们转动。

行星从其母恒星前飞过时，恒星的亮度会暂时轻微减弱。跟开普勒望远镜一样，TESS 将通过监测恒星的亮度变化来寻找行星。

这一任务的策划者说，他们期望 TESS 最终能找到 20000 颗全新且形状大小各异的太阳系外行星。值得一提的是，他们还承诺给出 50 颗新行星——大小均控制在地球的 4 倍以下——的质量和运行轨道。

宇宙中大多数行星的大小都处在这个范围，即地球和海王星之间。但由于这些行星在我们的太阳系中并无案例可循，因此正如西格尔博士所指出的：“我们对它们一无所知。”

它们是不是所谓的“超级地球”（superearths）——大部分被岩石覆盖且只有一层大气层？还是说，它们是所谓的“迷你海王星”——内核很小，深处掩埋着大量气体？

根据开普勒望远镜和天文学家提供的数据，这两者之间存在很大的差异：富饶的岩石星球的大小通常要小于地球的 1.5 倍，而贫瘠的冰云星球则通常要更大一些。只有弄清楚具体以多大体积为界线、这两种行星分别有多少，我们才能知道有多少世界只是寒意冻人的星球，又有多少是潜在的美丽花园。

来自哈佛史密森尼天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的大卫·莱瑟姆（David Latham）负责组织天文学家跟进 TESS 观测活动，他说：“我们需要对行星质量做出精确的测量。”

为此，该团队已经计划在未来五年中，每年使用北方高精度径向速度行星搜索器（Harps North）观测 80 个夜晚。这个仪器位于拉帕尔玛岛（La Palma）上的一架意大利天文望眼镜上。这座岛屿属于加那利群岛（Canary Islands），是西班牙的一部分，靠近非洲海岸。

Harps 是高精度径向速度行星搜索器（High Accuracy Radial velocity Planet Searcher）的缩写。当行星绕着轨道运行时，搜索器可以通过测量其使母恒星发生摇晃的程度，得出行星质量。这种测量结果如果足够准确的话，将有助于识别这些行星的成分与结构。

跟开普勒望远镜计划约 6.5 亿美元的预算相比，只有 2 亿美元预算的 TESS 计划只是 NASA 的一个小项目。

最近的一天，TESS 航天器正端坐在塑料帐篷内的圆形基座上。它部分覆盖有耀眼的锡箔纸，粗短的太阳能电池板则整齐地折叠在机身旁边。这个帐篷占据了“无尘室”的一角。它是一个洞穴状的房间，位于航天中心的一处偏僻建筑之中。由于航天中心地处灌木丛生的郊外，所以四周的景致除了棕榈树和运河外，还有成群的鸬鹚。

该航天器的大小和一台体积庞大、形状奇特的冰箱差不多，上面不仅装饰着磁铁，还有诡秘的喷嘴和接头。四双蓝色的腿从基座底部伸出，看上去好像高级技工正在一辆车子底下工作。

工程师们正将匾牌粘在航天器底部，其中包括一块收录了学童画作的记忆芯片，画作主题为想象中的系外行星。

站在一旁的瑞克博士身着由防护材料制成的“特制工作服”，全身上下只露出一双戴着眼镜的眼睛。他凝视着帐篷内的崭新航天器的模样，就仿佛他看着自己的汽车在进行维修，并不时地和设计并建造了火箭的工程师们进行交流。

瑞克博士是一名火箭科学家，制造过数颗被送入太空的天文观测卫星，之前一直在麻省理工学院的卡维利天体物理与空间研究学院（Kavli Institute for Astrophysics and Space Research）担任研究员。

他以前的大部分课题都涉及到测量宇宙发生各种爆炸时产生的 X 射线或伽玛射线，最近研发建造的高能瞬态探测器（High Energy Transient Explorer）则是用于研究被称为伽玛射线暴的巨大灾难。

被问及行星对他来说是否代表新的尝试时，瑞克博士耸耸肩表示“这没什么”。他的所有工作都涉及对事物变化的精密测量，他称之为“时域天文学”（time-domain astronomy）。

这项工作的关键是维护那些非常稳定和灵敏的探测器——比你智能手机里的传感器要灵敏得多的成像芯片——以便它们能可靠地记录下亮度的变化。这种变化的大小仅为百万分之几，标志着一颗行星正好经过它的恒星。

瑞克博士说，他和他的同事们早在 2006 年就已经开始“构思”行星发现任务了。在 NASA 组织的小型探测器项目的竞争中失败后，这些科学家们又在 2010 年参与竞争了规模更大、耗资更多的任务，并获得了成功。

他们不遗余力地投入到一款紧凑型航天器的设计中，让它能够适用于 NASA 用来运载小型探测器的火箭。正因如此，当 NASA 选择由 SpaceX 研发、能携带更多有效载荷的猎鹰 9 号来完成 TESS 的发射任务时，他们都深表困惑。

这是 NASA 首次为完成科学任务同埃隆·马斯克运营的火箭公司 SpaceX 签约。由于 SpaceX 有过在执行重大任务时出现发射失败的先例，所有人的目光届时都将聚焦在发射台上。

两年半之前，运载火箭在执行给国际空间站运送补给的飞行途中解体。NASA 本月发布的一份报告显示，它和 SpaceX 仍未对事故的原因达成共识。在 2016 年发生的第二起事故中，猎鹰 9 号在启动测试时发生爆炸，摧毁了 Facebook 等客户委托发射的一枚通信卫星。

但 SpaceX 及其创始人马斯克并未就此屈服。他们继续埋头苦干，连续 22 次发射猎鹰火箭，并在今年 2 月为全球最强大的火箭——猎鹰重型（Falcon Heavy）——举行了首飞，这枚火箭将一辆马斯克的特斯拉敞篷车途径火星送入了太阳附近的轨道上。

“TESS 看上去就像是猎鹰 9 号里面的一个小玩具，”瑞克博士说。但这是一个潜能无限的玩具。

航天器的顶部有四个小摄像头，它们的视场角均为 24 度，视野与猎户星座的大小相当。

观测时，摄像头将持续关注着相邻天空，27 天后再转到下一个地点。在项目的第一年，研究人员会测量整个南半球的天空；第二年再测量北半球的天空。如果这项任务完成的时间超过了两年，他们就会重新进行测量。

瑞克博士和他的同事们准备了一份清单，上面列着 20 万颗恒星。每两分钟，这些恒星的亮度就会在他们所谓的航天器的“邮票”（postage stamp）模式中进行测量和报告。另外，每半小时，整个 24 度视场中的天空图像也会被记录下来。

在寻找宜居行星——用天文术语来说，就是那些环绕着似乎无处不在的红矮星或 M 矮星的行星——的竞赛中，这样的观测节奏非常适合寻找和研究其中的优秀候选。 “这是个 M 矮星的时代，”西格尔博士表示。

因为这些系外行星比太阳凉爽得多，释出的光也比太阳弱得多，所以它们的“宜居带”——原则上来讲，那里有可能存在液态水——距离每颗恒星只有几百万英里之遥，而不像地球那样围着九千万英里外的太阳旋转。

在距离较短的地方，在红矮星的生命中一年只有 10 至 30 天那么长。如果 TESS 连续 27 天观测那片天空，就有可能看到它因为凌日而出现三次亮度的减弱——足以证明这颗行星是真正的宜居行星候选者，值得开始调查它的真实情况。

但正如西格尔博士指出的那样，真实情况可能是它并不适于居住——至少对于我们这些脆弱的人类而言。她还说，红矮星非常不稳定，并且耀斑活动（solar flares）相当强烈。

开普勒太空望远镜曾对特拉普斯系统（Trappist system）进行过为期 80 天的观测，该系统包括至少 7 颗地球大小的行星，它们紧紧围绕着一颗距离这里约 40 光年的恒星。通过分析这次观测得出的数据，匈牙利天文学家发现，有 42 个太阳耀斑通过这个小小的行星系统产生致命的辐射。

西格尔博士指出，至少有一颗行星像 1859 太阳风暴一样充满活力。那次耀斑活动就是著名的卡灵顿事件（Carrington Event），它不仅破坏了地球上的电报服务，还让南至赤道地区的人看到了极光。

“个人而言，我始终坚信宇宙中存在着一个能让我们有亲切感的、地球真正的孪生兄弟，”西格尔博士说。她指的是有一个像地球这样的行星，环绕着一个像太阳这样更大的恒星。

为了开启卓越的冒险之旅，TESS 将被发射到一个异常古怪的轨道上。这条轨道将会带领它从最远点一路向月球靠拢过来。瑞克博士说，与月球的引力作用将使 TESS 稳稳地在轨道上待上 1000 年，每 13.7 天绕轨道一圈。

TESS 所处的这个远地点——也就是距离地球最远的地方——能够减少来自我们星球的阻碍和干扰。而在绕到距离地球最近的地方（约 67000 英里高处）时，它将用无线电波回传一次数据。

莱瑟姆博士把它称之为“光滑的轨道”。但这将需要花费近两个月的时间，消耗许多火箭燃料才能到达那里并开启科学研究。如果一切顺利的话，观测会在六月中旬开始。

瑞克博士说，在这个过程当中的某一刻，团队会把航天器的摄像头对准地球，最后再看一眼我们的星球。

被问及他是否已经做好准备、成为“系外行星先生”时，瑞克博士皱了皱眉头说：“我只想得到一些数据，好做研究。”

翻译：熊猫译社 彭喻俞 胡敏

题图及文内图片（未标注）版权：Josh Ritchie for The New York Times

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