Image Credit：美國宇航局的戈達德太空飛行中心
有多少系外行星？不久前，我們不知道是否有。然後我們在脈衝星周圍發現了 一些。然後發射了開普勒太空船，它又發現了幾千個。現在美國宇航局的 TESS （過境系外行星測量衛星）正在運行，一項新的研究預測了它的發現。
在 開普勒 的發現給了我們在其他太陽系行星的種類和數量的一個更好的主意。但由於其測量方法，開普勒有其侷限性和自身的採樣偏差。開普勒也只關注天空的一小塊區域，佔天空的0.25％左右。開普勒所關注的天空的一小部分可能（但不一定可能）不能代表更大的樣本。
TESS與開普勒有很大不同，特別是在它所覆蓋的天空區域。它將進行全天測量，而不是針對天空的一小部分進行的調查。美國宇航局的新行星獵人也將關注最亮的恆星。這是因為它的主要科學目標是找到比海王星更大的行星，這些行星繞著明亮的恆星運行。恆星需要明亮，以便後續的光譜觀測可以確定行星質量和大氣成分。
開普勒的視野僅佔天空的0.25％。TESS幾乎可以看到整個天空。
儘管我們對大尺寸外行星的大小和軌道週期沒有達成共識，但開普勒向我們展示了系外行星是常見的。大多數明星都有它們。但開普勒發現的許多系外行星都非常遙遠，從數百到數千秒之外。因此很難進行詳細的後續觀察。由於苔絲正專注於靠近地球的更近，更明亮的恆星，因此更容易對其他“範圍”進行後續觀測，其結果在確定系外行星種群時應更具代表性和更準確。
那麼，我們可以期待什麼呢？
美國宇航局戈達德太空飛行中心的Thomas Barclay，馬里蘭大學的Joshua Pepper和利哈伊大學的Elisa Quintana的一項新研究預測了TESS的結果。他們的 論文 發表在“天體物理學雜誌”上。三位研究人員利用我們對恆星種群的瞭解以及我們對系外行星種群的瞭解，結合TESS的觀測模式，得出他們的估計。
他們的模擬有三個因素：
- 模擬TESS將觀察到的恆星種群。
- 圍繞這些恆星運行的行星的代表性樣本。
- 預測TESS將探測到多少個行星。
他們的估計被稱為“產量模擬”，並不是天文學家提出的第一個。但在我們得出這些數字之前，有一個問題：為什麼我們需要事先知道TESS會發現什麼？
這是TESS的First Light圖像。左邊是恆星R Doradus，右邊是大麥哲倫星雲。
答案就是先了解後續觀察計劃的樣子。天文學家喜歡提前計劃，因為觀測資源非常珍貴。他們不想等到TESS的所有結果出現之後才考慮下一步。或者也許他們就像糖果故事中的孩子一樣興奮。可能是兩者兼而有之。
產量模擬：14,000顆系外行星和10顆可能類似地球的系外行星
Barclay，Pepper和Quintana進行了300次模擬，以得出他們預測的產量。他們的結果有很多細節與行星軌道的恆星類型，用於探測哪個行星的不同觀測模式，以及它們如何與後續觀測有關。但是在更簡單的形式中，這是三位研究人員認為TESS在計劃的兩年任務期間會發現的內容：
- 總共14,000個系外行星
- 其中2100個將小於4個地球半徑（4R），其中280個小於2R
- 70顆可居住的行星圍繞著紅矮星飛行，其中9顆小於2R
- 10個類似地球的世界，不到2R，可能像我們的太陽一樣處於恆星的可居住區域
這是一個非常令人興奮的運輸。14,000顆系外行星，其中10顆可以像太陽一樣在恆星的可居住區域中成為類似地球的世界。這並不意味著TESS會發現它，但它應該是一個很好的近似，一個有趣的。特別是因為與開普勒不同，TESS的系外行星是進一步觀測和表徵的主要目標。
大多數系外行星圍繞紅矮星運行，因為它們是最豐富的恆星。這是藝術家對TRAPPIST-1系統從行星TR
這不是TESS的第一次良率模擬。但是這個是用真實的而不是模擬的恆星群來完成的，所以它應該更準確。從另一個產量模擬 2015年 在這裡可以查看，一個來自2017年 在這裡。
模擬結果向我們表明，我們很可能在可居住的區域找到類似地球的行星。他們中的大多數將圍繞紅矮星運行，但少數應該圍繞類似太陽的恆星。這是每個人都想知道的。
但也許更重要的是，這些模擬向我們展示了TESS將實現其任務目標：探測比海王星更小的行星，可以在後續研究中檢查以確定它們的質量和大氣層。
在這兩種情況下，TESS都有望取得一些可靠的成果。
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