TESS 你好！克卜勒謝謝再見！都在尋找系外行星的它們有什麼不同呢？

編按：克卜勒太空望遠鏡燃料即將告罄，美國時間 2018 年 4 月 18 日 SpaceX 發射了「獵鷹 9 號」火箭，將下一代的太空望遠鏡 TESS送入軌道。TESS 上天有什麼任務呢？它和克卜勒又有哪些性能上的差別？讓我們一起瞧瞧吧！

克卜勒（Kepler）太空望遠鏡和 TESS（Transiting Exoplanet Survey Satellite，系外行星凌星搜尋衛星）都是美國航太總署（NASA）的太空望遠鏡，它們的主要目的都是尋找太陽系外的行星，也都使用凌星法（transit method）。

凌星法是是利用系外行星通過我們和它的恆星時，恆星暫時變暗的現象來尋找系外行星。以下圖為例，最左的恆星會出現凌星的現象，也就是恆星的亮度會被行星遮掩，造成恆星亮度稍微變暗。

以上圖為例，從我們所在的角度上看，雖然上圖中三顆恆星都有行星繞行，卻只有最左的恆星會出現凌星的現象。而另外兩顆恆星中的行星行運軌道並不會遮住恆星，故行星繞恆星運行時，恆星亮度不會被影響，也不會出現凌星的現象。因此，天空中只有一小部分的恆星中的行星可以被凌星法偵測到（圖中最左的恆星），大部份的恆星中即使有行星存在（如圖中央和最右的恆星），仍會因為運行角度的關係而無法用凌星法偵測到它們。

克卜勒和 TESS 有什麼不同呢？

重量

克卜勒太空望遠鏡是 1052 公斤， TESS 太空望遠鏡卻只有 350 公斤，克卜勒的重量大約是 TESS 的三倍。

主鏡

克卜勒是部單一口徑一公尺的望遠鏡，而 TESS 是由四組相機組成，每部相機的鏡頭是 10 公分口徑。

克卜勒一公尺口徑望遠鏡的視野是 115 平方度（相當於10.7°×10.7°），下圖是克卜勒最早選定的觀測目標，它持續觀測了這個方向長達四年左右。

而 TESS 的每一部相機的視野皆是 24°×24°，四台相機的視野方向排成一列，組成視野的範圍是 24°× 96°（2300 平方度），所以 TESS 四部相機加起來的視野是克卜勒視野的 20 倍！

下圖中四塊藍色的部分是 TESS 的四部相機組合成的視野（24°× 96°），TESS 把天空分成南北兩半球，南北半球再各分成 13 個區塊，一個區塊的大小就是 TESS 的視野範圍。每個區塊觀測的時間大約是 27 天，圖中的數字就是 TESS 觀測的各區塊編號。TESS 會花一年的時間觀測北半球；再花一年觀測南半球。也就是說，TESS 的廣視野相機讓它能在兩年的時間中觀測到 85% 的天空。

觀測的對象

克卜勒是一部口徑一公尺的望遠鏡，主要的觀測的恆星亮度在 8-16 等星之間。TESS 的四部相機就小多了，口徑只有 10 公分，所以 TESS 的目標是亮於 12 等的恆星，預計觀測的目標大約是 20 萬顆恆星。

科學成就

克卜勒望遠鏡用凌星法發現的系外行星比任何的計畫都還多，目前科學家發現的 3700 多顆已確認系外行星，克卜勒發現的數量就超過 2000 顆！天文學家預估 TESS 可以發現數千顆系外行星。

克卜勒的燃料已經所剩不多，很快就會無法控制望遠鏡的指向，結束克卜勒任務。感謝克卜勒九年來的努力，讓我們對系外行星的了解往前邁進一大步。現在 TESS 即時接手了搜尋系外行星的工作，接下來就看它的表現了！

本文原刊登於作者部落格屋頂上的天文學家，原文為 克卜勒 vs. TESS