二十七天换一片天 — TESS 凌日巡天档案

101 个观测扇区 / 2 分钟与 20 秒双节奏 / 200 秒整帧

来源 https://archive.stsci.edu/missions-and-data/tess发布时间: 2026-10-29最后更新: 2026-10-29 阅读 2
二十七天换一片天 — TESS 凌日巡天档案

信息速览

数据集名称二十七天换一片天 — TESS 凌日巡天档案
数据类型时序信号,FITS文件,像元立方体,质量标志位,科学元数据
规模无患者数据,观测对象为恒星
接入方式https://archive.stsci.edu/missions-and-data/tess
AI 就绪度

想用凌星法找行星,需要三件事同时成立:恒星要够亮,否则测不出质量也测不出大气;天区要够大,否则找不到足够多的样本;采样要够密,否则一次几小时的凌星会被漏掉。此前的任务一次只能满足两件。对准天鹅座一小片天区的开普勒,用四年时间换来了密度与精度,但能跟着做的后续观测寥寥;地面巡天覆盖广、星够亮,却受昼夜与天气切割,两三天周期的行星往往凑不齐两次凌星。TESS 凌日巡天档案(Transiting Exoplanet Survey Satellite,TESS)换了一种切法:不盯着一片天,而是把黄道南北半球切成一条条 24×96 度的长带,每 27.4 天挪一次,用两年铺满全天。代价是每颗星单次只被连续盯 27 天,长周期行星要靠多次回访才拼得出轨道。

这个切法把档案的形态也切成了扇区。它不是一个"TESS 数据集",而是上百个彼此独立的扇区包:同一颗星在相邻扇区里会有两个文件,扇区之间隔着数据下传造成的中断;同一段天区在两年后重访时,节奏、整帧图像的曝光时长、流水线的版本都可能已经变了。想要一条跨扇区的长曲线,得自己拼接与归一化。另一个反直觉之处是"两套流水线并存":NASA Ames 的科学处理运行中心产出正式产品,MIT 的快速查看流水线产出提前数周可取的预览光变曲线与整帧图像,二者数值不同、质量标志位也不同,混用之前必须先选定一侧。

规模上它已经远超原定的两年。HEASARC 的观测计划表把扇区排到了 2026 年 10 月的第 109 扇区,并已排到 2028 年的第 134 扇区;截至 2026 年 10 月 8 日,档案中由 TESS 发现并获确认的行星为 1,008 颗。与此同时它仍然是一个"原始级"档案:没有人工逐星标注的标签列,只有流水线给出的阈值跨越事件、候选体编号与一整套质量标志位。一屏速览见下表。

维度 内容
全名 Transiting Exoplanet Survey Satellite(TESS,凌日系外行星巡天卫星)
任务归属 NASA Explorer 计划中的中型探险者任务,MIT 主导,NASA Goddard 管理,NASA Ames 负责科学处理
托管方 Space Telescope Science Institute 下属 Mikulski Archive for Space Telescopes(MAST)
发射与运行 2018 年 4 月 18 日由 Falcon 9 自卡纳维拉尔角发射;2018 年 7 月 25 日开始常规科学运行
观测单元 扇区(sector),约 27.4 天,等于两个 13.7 天的航天器轨道
仪器 4 台广角相机,组合视场 24×96 度;像素比例尺 21 角秒每像素
波段 600–1000 纳米,中心在 Cousins I 波段(786.5 纳米)
目标节奏 主任务 2 分钟;第一次扩展任务起增加 20 秒;扇区 106 为 12,000 颗 2 分钟目标与最多 3,000 颗 20 秒目标
整帧节奏 第 1–2 轮 30 分钟,第 3–4 轮 10 分钟,第 5 轮起 200 秒
主要文件 目标像素 _tp.fits、光变曲线 _lc.fits、已标定整帧 _ffic.fits、未标定整帧 _ffir.fits、数据验证时序 _dvt.fits
时间基准 BTJD = BJD − 2457000,列单位标注为 BJD - 2457000, days
通量单位 电子每秒(e-/s);目标像素文件另有未标定计数值列 RAW_CNTS
星表支撑 TESS 输入星表 TIC-8(文件头 TICVER 为 8.1),含 17 亿点源与约 1 亿展源
候选体规模 MIT 页面(2026 年 6 月 12 日更新):8,035 个 TOI,其中 1,721 个半径小于 4 倍地球半径;2,098 个已判为假阳性
确认规模 1,008 颗(NASA 系外行星档案,2026 年 10 月 8 日);周期 0.22–2,890 天,半径 0.6–25 倍地球半径
许可 MAST 数据使用政策:多数数据属公有领域无使用限制;TESS 按标准做法无专有期;发表需致谢任务与 STScI
典型用途 凌星搜寻与建模、恒星自转与星震、超新星与瞬变源、太阳系小天体、系统误差与去趋势算法评测

§1 它要解决的具体麻烦

1.1 凌星法的三个约束互相打架

凌星法要求行星轨道恰好侧对着我们,这本身就把可用目标稀释掉了大约两个数量级;剩下的目标还要过三道关。第一关是亮度:确认一颗行星不只看它的凌星深度,还要用径向速度称它的质量、用透射光谱看它的大气,这两件事都只对亮星做得到。第二关是天区:要讨论行星族群的统计性质,样本量不能靠运气。第三关是采样:一次凌星持续几小时,若采样间隔比它还长,凌星就只剩一个点,形状信息全丢。

这三道关在 TESS 之前是互相排斥的。深度与精度要求望远镜稳定地盯着同一片天,盯久了天区就小;天区一大,要么星变暗、要么采样变稀。地面宽视场巡天把天区与亮度解决了,却被昼夜节律打断——地面上每隔一天就有一段强制缺口,周期接近一天的凌星几乎必然撞进缺口。TESS 的解法是承认单次的连续时长有限,用"铺满全天 + 亮星优先 + 密采样"换取统计样本,再把长周期的问题推给后续年份的重访。

这个取舍在档案层面留下了一条清晰的痕迹。它不以"目标"为组织单位,而以"扇区"为组织单位:同一个目标在不同扇区里是不同文件,而同一个扇区里塞着上万颗互不相干的目标。因此想做"某颗星的完整历史",需要的是跨扇区的合并;想做"某段时间的全体目标",反而是一次批量下载就能拿到的东西。多数新手按前者设计流程,于是第一步就撞上拼接与归一化,而按后者设计流程的人往往更快出结果。

1.2 三条常见的错误期待

第一条,期待它给"每颗星的多年连续光变曲线"。档案的最小单元是扇区文件,一颗星在扇区 1 和扇区 2 各有一个文件,中间隔着数据下传造成的中断;跨扇区拼接要自己处理通量归一化与质量筛选。同一颗星在不同年份被重访时,采样节奏与整帧曝光时长也可能不同。

第二条,期待"光变曲线已经干净了"。光变曲线文件同时给出 SAP_FLUX 与 PDCSAP_FLUX 两列:前者是简单孔径测光的直接输出,后者经过预搜寻数据调理模块去除指向漂移、聚焦变化与热瞬变。做凌星通常用后者,做恒星自转或长周期变率时常要回到前者,因为这一轮处理有可能把天体本身的慢变化当系统误差吸走。档案把两级都留着,就是在提示:不存在一条对所有科学目标都正确的曲线。

第三条,期待"整帧图像的节奏一直是 30 分钟"。这是主任务的节奏,第 3–4 轮改成 10 分钟,第 5 轮起改成 200 秒。跨轮次做比较研究时,若按固定的节奏数换算时长,会直接算错。

1.3 它能给到的与给不到的

你的需求 它给的 够不够
短周期凌星搜寻(几天以内) 单扇区 27 天内多个凌星事件,2 分钟或 20 秒采样 够,这是它的设计目标
长周期行星(数十天以上) 多次回访的不同扇区文件,需跨年拼接;TOI 目录中有长周期条目 可做,但单扇区不足以定轨
亮星行星的质量与大气后续观测 巡天优先级即亮星,TESS 星等随目标给出 够,这是它相对开普勒的主要优势
恒星自转周期测量 2 分钟节奏下 27 天连续覆盖 够,但要去趋势前先想清楚用哪一列通量
星震学 20 秒节奏目标(第一次扩展任务起) 够,但每扇区目标数仅数千
超新星与瞬变源 整帧图像覆盖全部落在感光面上的天体,TICA 每周发布 够,且无需申请目标
太阳系小天体与彗星 整帧图像中的运动目标;任务曾为 3I/ATLAS 安排专门观测 够,但需自行做运动目标检测
直接给出"这颗星有没有行星"的标签列 无此类列;只有阈值跨越事件、候选体编号与质量位 不够,标签要从 TOI、TCE 与外部档案自行对接
crowded 星场中的干净测光 21 角秒每像素的粗像元 不够,混光必须靠自建孔径或点云建模处理

1.4 你的处境与它能帮到的事

你的处境 它能帮你什么 下一步该做什么
你在做凌星检测模型,嫌开普勒的星太暗、样本太窄 全天亮星样本,每扇区一万余颗 2 分钟目标,可批量构成训练集 先按扇区切分,测试集取未见扇区;用质量位剔掉下传前后的段
你在做去趋势算法评测 同一目标同时有未去趋势与已去趋势两列,可当作上下游对照 固定注入信号的位置,比较两种输入下的检出率差
你在做恒星变率普查 整帧图像覆盖全部落在感光面上的天体,不限于入选目标 用 TESSCut 或 TICA 自己提光变曲线,注意整帧的时钟与姿态标志
你要追一颗新爆发的目标 TICA 每半轨(每周)发布一次已标定整帧,比正式产品早数周 确认目标所在扇区与相机 CCD,再决定用 TICA 还是 SPOC 侧产品
你在做跨域时序迁移研究 采样节奏与中断模式与地面巡天、医疗波形都不同,是天然的分布外测试集 明确声明节奏、中断与混光三项差异,否则对比结论不成立
你要复现已发表结果 文件名与文件头自带流水线版本与数据发布号 记录 DATA_REL 与 PROCVER 两个关键字,二者变化会改变数值

1.5 一句话判断

它不是一份"标注好的行星数据集",而是一座按扇区切分、由两条流水线并行供货的全天测光工厂;价值在天区与亮星,成本在拼接与版本。

1.6 不适合谁:四条边界

不适合想要开箱即用标签的人。 档案里没有"行星 / 非行星"的列。流水线给出的是阈值跨越事件(TCE)、候选体编号(TOI)与质量标志位;确认与否要去系外行星档案与 ExoFOP 对接。把 TOI 编号当作正样本、其余当作负样本,会把大量未审查的候选体当成负例。

不适合想要单星长基线的人。 单次连续覆盖约 27.4 天,扇区之间被下传中断切断。周期超过十几天的行星,在单个扇区里往往只出现一次凌星;这类研究必须做多扇区拼接,而拼接时的通量归一化与不同扇区不同版本的差异会直接进入结果。

不适合想要拥挤星场干净测光的人。 21 角秒的像素把邻近恒星的光混进同一孔径,官方页面把"计算通量混光"列为输入星表存在的主要理由之一。密集星团与银河低银纬区域尤其明显。

不适合想要固定节奏的人。 目标节奏从 2 分钟扩展到 20 秒,整帧节奏从 30 分钟改成 10 分钟再改成 200 秒。跨轮次研究必须逐扇区读取文件头里的节奏与版本,不能按轮次通用假设。

§2 数据构成与规格

2.1 五类主要产品

MAST 的任务页把四类核心产品列在显著位置,另有一类只在有阈值跨越事件的目标上出现。五类都是标准 FITS,带多个扩展。

产品 文件后缀 内容 覆盖范围 交付方
目标像素文件 _tp.fits 目标周围小块像元的时间序列立方体 入选的 2 分钟与 20 秒目标 SPOC
光变曲线文件 _lc.fits 由目标像素做孔径测光后的一维亮度序列 与目标像素一一对应 SPOC
已标定整帧图像 _ffic.fits 相机与 CCD 的全幅像元,已做标定与宇宙线剔除 全部 16 个相机 CCD 组合 SPOC
未标定整帧图像 _ffir.fits 同上的原始版本 同上 SPOC
数据验证时序 _dvt.fits 对每个阈值跨越事件的折叠与去趋势序列、模型、统计量 仅被流水线判定有信号的目标 SPOC

目标像素与光变曲线是一对一的上下游关系:星上下传的是整帧与少量像元块,像元块经 SPOC 组装成目标像素文件,再从中提取光变曲线。整帧图像则独立于目标选择——只要落在感光面上就有数据,这是它能做瞬变科学与恒星变率普查的根本原因。

理解这五类的分工,等于理解了整条数据链的方向。星上先连续成像,再按两种需求分别下传:预先选定的少数目标切成小块像元下传,其余信息以整幅图像下传。地面把小块像元整理成目标像素文件,再从中提取光变曲线;把整幅图像标定后直接归档,供任何人对任意坐标重新做测光。目标像素与光变曲线的目标清单由提案与星表优先级决定,整帧图像的目标集则由天体落在哪里决定,二者不能互相替代。

2.2 光变曲线文件的列字典

以扇区 1、TIC 261136679 的 2 分钟光变曲线为例,文件头给出 TICID、SECTOR、CAMERA、CCD、DATA_REL 等标识,第一个扩展名为 LIGHTCURVE,共 20 列、20,076 行。下表逐列列出。

列名 类型 单位 含义 使用注意
TIME 64 位浮点 BJD − 2457000,天 已做质心改正的时间戳(BTJD) 不同扇区的时间零点一致,可直接相减
TIMECORR 32 位浮点 天 该节奏的质心改正量 未加此改正的原始时间即 BTJD 减去它
CADENCENO 32 位整数 无 节奏编号,任务内唯一 跨扇区不能直接相接,扇区间有跳号
SAP_FLUX 32 位浮点 e-/s 简单孔径测光通量,未去趋势 慢变天体信号保留完整
SAP_FLUX_ERR 32 位浮点 e-/s 上述通量的一倍标准差 无
SAP_BKG 32 位浮点 e-/s 孔径内背景通量 杂散光时段会明显抬高
SAP_BKG_ERR 32 位浮点 e-/s 背景通量的不确定度 无
PDCSAP_FLUX 32 位浮点 e-/s 经预搜寻数据调理后的通量 多数凌星工作的默认输入
PDCSAP_FLUX_ERR 32 位浮点 e-/s 上述通量的一倍标准差 无
QUALITY 32 位整数 无 质量标志位,按位或 取值定义见《科学数据产品描述文档》第 9 节
PSF_CENTR1 64 位浮点 像素 点扩散函数拟合的列方向质心 用于判断指向漂移
PSF_CENTR1_ERR 32 位浮点 像素 上述质心不确定度 无
PSF_CENTR2 64 位浮点 像素 点扩散函数拟合的行方向质心 无
PSF_CENTR2_ERR 32 位浮点 像素 上述质心不确定度 无
MOM_CENTR1 64 位浮点 像素 矩方法得到的列方向质心 与 PSF 质心并列,可用于交叉检查
MOM_CENTR1_ERR 32 位浮点 像素 上述质心不确定度 无
MOM_CENTR2 64 位浮点 像素 矩方法得到的行方向质心 无
MOM_CENTR2_ERR 32 位浮点 像素 上述质心不确定度 无
POS_CORR1 32 位浮点 像素 列方向的指向改正量 与质心列同源,量级不同
POS_CORR2 32 位浮点 像素 行方向的指向改正量 无

第二个扩展名为 APERTURE,是一张 11×21 的 32 位整数图像,标出提取通量时用到了哪些像元。它的世界坐标系用 RA---TAN 投影,参考像元与参考坐标写在扩展头里。这一点很关键:孔径不是全档案统一的,逐目标逐扇区都不相同,做批量处理时不能假定邻域形状一致。

2.3 目标像素文件的立方体

目标像素文件的第一个扩展名为 PIXELS,共 11 列,行数与光变曲线一致。

列名 类型 单位 含义 使用注意
TIME 64 位浮点 BJD − 2457000,天 时间戳 与光变曲线文件同一基准
TIMECORR 32 位浮点 天 质心改正量 无
CADENCENO 32 位整数 无 节奏编号 无
RAW_CNTS 231 个整数 计数值 未标定像元值,按 (11,21) 展开 不用于科学分析,主要用于诊断
FLUX 231 个浮点 e-/s 已标定像元通量 自建孔径的起点
FLUX_ERR 231 个浮点 e-/s 通量不确定度 无
FLUX_BKG 231 个浮点 e-/s 背景通量 已减背景前先看这一列
FLUX_BKG_ERR 231 个浮点 e-/s 背景不确定度 无
QUALITY 32 位整数 无 质量标志位 无
POS_CORR1 32 位浮点 像素 列方向指向改正 无
POS_CORR2 32 位浮点 像素 行方向指向改正 无

像元块的尺寸随目标亮度变化,官方页面把它们称作"邮票"(postage stamp)。读取时必须按 TDIM 关键字把 231 个数值还原成 (11,21) 的二维块,否则得到的是一条被拉平的长向量。

2.4 整帧图像与数据验证时序

整帧图像文件的第一个扩展是图像,扩展名形如 CAMERA.CCD 3.4 cal。实例文件给出 2136×2078 像素、32 位浮点、单位电子每秒,世界坐标系用带畸变改正的 RA---TAN-SIP 投影。文件头里 DQUALITY 给出整幅的质量标志,FFIINDEX 给出本幅在扇区内的序号,SCCONFIG 给出星上配置。同一时刻的已标定版本约 35.5 MB,未标定版本约 17.8 MB。

数据验证时序按阈值跨越事件组织:

扩展 列数 主要列 含义
TCE_1、TCE_2…… 10 TIME、TIMECORR、CADENCENO、PHASE、LC_INIT、LC_INIT_ERR、LC_WHITE、LC_DETREND、MODEL_INIT、MODEL_WHITE 每个候选信号一段,含折叠相位、白化后的通量与模型
Statistics 38 TIME、TIMECORR、CADENCENO、PDCSAP_FLUX、PDCSAP_FLUX_ERR、RESIDUAL_LC、DEWEIGHTS、QUALITY,以及 SES_CORR_* 与 SES_NORM_* 两组各 13 列 逐节奏的搜索统计量,按 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.5、5.0、6.0、7.5、9.0、10.5、12.5、15.0 小时的信号时长分别给出

配套的还有 _dvr.pdf 与 _dvr.xml 两份数据验证报告,前者是给人类看的图与表,后者是结构化版本。一个扇区 33 的双扇区实例文件为 3.75 MB,文件头 CREATOR 标为 DvTimeSeriesExporter,数据发布号为 49。

2.5 主键与文件命名

主键不是自增序号,而是 TESS 输入星表编号(TIC ID)。目录按扇区、再按 11 位 TIC 号分层。

片段 实例 含义
tess2018206045859 无 文件生成时刻,2018 年第 206 天 04:58:59
s0001 扇区号 该数据属于哪个 27.4 天的观测段
0000000261136679 TIC 号 11 位,前补零
0120 节奏代号 2 分钟产品记为 0120;20 秒产品另有代号并带 _fast- 标记
s / a 版本后缀 同一扇区同一目标可能有多次交付
_lc / _tp / _dvt / _ffic / _ffir 产品类型 光变曲线 / 目标像素 / 数据验证 / 已标定整帧 / 未标定整帧

整帧图像的命名不含 TIC 号,而是 tess<时刻>-s<扇区>-<相机>-<CCD>-<节奏代号>-<后缀>_ffic.fits,例如 tess2018230222941-s0001-3-4-0120-s_ffic.fits 表示扇区 1、相机 3、CCD 4。数据验证时序在多扇区处理时扇区段会写成 s0033-s0033 的形式。

2.6 与同类档案的字段差异

对比项 TESS Kepler(MAST DR25) K2
观测单元 扇区,约 27.4 天 季度,约 90 天 指向段,约 80 天
单天区连续时长 约 27 天(单次),重访可累加 四年对准同一片天 约 80 天
目标节奏 2 分钟,扩展任务起加 20 秒 长节奏 29.424 分钟、短节奏 1 分钟 长节奏 29.4 分钟、短节奏 1 分钟
整帧节奏 30 分钟 → 10 分钟 → 200 秒 每季若干次 全幅按段给出
视场 24×96 度,4 台相机 约 100 平方度 约 100 平方度
像素比例尺 21 角秒每像素 约 4 角秒每像素 约 4 角秒每像素
目标星等取向 亮星优先 暗至 15–16 等 沿黄道带的亮星
时间基准 BTJD = BJD − 2457000 BKJD = BJD − 2454833 与 Kepler 同基准

字段名的差异比看上去小:TESS 的光变曲线沿用 SAP_FLUX、PDCSAP_FLUX、QUALITY 这套命名,因此按 Kepler 习惯写的代码多数能直接跑;真正的差别在节奏、混光程度与时间基准零点。

§3 它是谁的数据

3.1 贡献机构与分工

机构 角色 说明
Massachusetts Institute of Technology 任务主导 TESS 科学办公室所在,维护快速查看流水线与 TICA 整帧标定流水线
NASA Goddard Space Flight Center 项目管理 任务运行与客座研究者支持,HEASARC 侧的文档与工具
NASA Ames Research Center 科学处理运行中心(SPOC) 生产目标像素、光变曲线、整帧图像与数据验证产品的正式流水线
Space Telescope Science Institute(MAST) 归档与服务 门户检索、批量下载脚本、TESSCut 切图、云环境 TIKE
Northrop Grumman Innovation Systems 平台 LEOStar-2/750 卫星平台,任务运行中心设于弗吉尼亚州杜勒斯
TESS 目标选择工作组 输入星表 编制并维护 TESS 输入星表与候选目标列表

3.2 时间线

时间 事件
2018 年 4 月 18 日 由 SpaceX Falcon 9 自卡纳维拉尔角发射
2018 年 7 月 25 日 常规科学运行开始,扇区 1 起
2018 年 8 月 22 日 扇区 1 结束,科学数据采集 27.9 天、暂停 1.13 天
第 1–2 轮 首年南黄道半球,次年北黄道半球;整帧节奏 30 分钟
第 3–4 轮 第一次扩展任务,整帧节奏 10 分钟,新增 20 秒目标节奏
第 5 轮起 第二次扩展任务,整帧节奏改为 200 秒
2022 年 9 月起 整帧图像以高级科学产品形式每周发布(TICA)
2026 年 1 月 为星际彗星 3I/ATLAS 安排专门观测,扇区 99 中途让位给编号 1751 的指向
2026 年 10 月 8 日 系外行星档案中由 TESS 发现并确认的行星达到 1,008 颗
已排至 2028 年 HEASARC 观测计划表列到扇区 134

3.3 采集场景

四台相机同时看 24×96 度的长带,指向沿黄道方向铺开,相机 4 大致对着黄道极。航天器在一条高椭圆轨道上,一圈约 13.7 天,一个扇区等于两圈。望远镜页写明数据下传用 Ka 波段、0.7 米固定高增益天线、2 W 发射功率、100 Mb/s 速率,在每个轨道近地点约 4 小时的窗口内完成。太阳翼可提供 415 W,观测需求约 290 W。

星上先以 2 秒为单元连续成像,再按产品类型把若干 2 秒曝光叠加成整帧与目标像元块——官方数据产品页把这一步称作"星上叠加"。因此同一个 2 分钟节奏里,不同目标、不同产品的有效曝光量可能不同,文件头里的 EXPOSURE 关键字给出该值(实例光变曲线为 22.08 秒、目标像素为 21.19 秒),它并不等于 120 秒的节奏间隔。

轨道设计也直接决定了档案的形状。一个扇区等于两圈,意味着每个扇区中间必然有一次近地点的下传与姿态调整,这就是扇区中段常见的数据缺口与通量台阶的物理来源。再叠加上太阳翼与散热面的朝向约束,天区被限定在黄道南北半球的长带里,黄道极附近的天区则因为被相机 4 长期覆盖而获得远长于 27 天的连续覆盖,这是档案里少数"天然长基线"的位置。

3.4 来源层次

层次 谁产出 何时可取得 适用情形
正式产品(SPOC) NASA Ames 科学处理运行中心 扇区结束后约 1 个月,整帧约在扇区开始后 6 周 所有需要引用权威版本的分析
TICA 整帧 MIT 的整帧标定流水线 每半轨(每周) 瞬变与需要抢时间申请后续观测的场景
快速查看光变曲线(QLP) MIT 科学办公室 与 TICA 同步,早于正式产品 快速筛查、教学、候选体初筛
社区高级科学产品(HLSP) 各团队,如 TESS-SPOC、eleanor、TASOC、TGLC 等 视团队而定 需要特定去趋势或专门处理时

两条流水线的存在是这份档案最容易被忽略的结构性事实。QLP 页面明确说明它使用 TICA 整帧而非 SPOC 整帧,并且自扇区 77 起改用 TICA 文件头里的 FINE、COARSE、RW_DESAT、STRAYLT1–STRAYLT4 等关键字来生成质量位,而不是读 SPOC 的 DQUALITY。这意味着同一颗星的两条光变曲线,其质量标志位的来源与定义并不相同。

§4 它最独特的东西

4.1 稀缺性不在深度而在覆盖

深度巡天并不稀缺。稀缺的是"全天 + 亮星 + 密采样"三件事同时成立。TESS 的取舍非常清楚:每颗星只盯 27 天,却把黄道南北半球几乎全部铺到,并且优先选亮星。代价写在像素比例尺上——21 角秒每像素,比开普勒粗五倍左右,混光成为常态。官方页面把"为每个目标在最优孔径下计算通量混光"列为输入星表存在的主要理由,这等于承认:不借助外部星表,光变曲线里的深度是不能直接当行星半径用的。

第二重稀缺藏在时间维度里。全天密采样的档案通常来自地面,而地面的序列被昼夜与天气切碎;连续的档案通常来自空间,而空间的连续往往只给一小片天区。它同时提供"连续 27 天"与"几乎全天"这两件事,代价是每颗星的连续时长被压到 27 天,而黄道极附近因长期覆盖成为例外。做研究设计时先想清楚要的是覆盖还是连续,能省掉一半的返工。

4.2 差异化证据

主张 支撑证据
天区远大于前任 4 台相机组合视场 24×96 度,即一个扇区;逐扇区铺满黄道南北半球
目标以亮星为主 巡天目标是"可供后续观测测定质量与大气成分的亮星";实例文件给出 TESS 星等 5.11(π Men)与 10.91(TOI-700)
采样密度足够看形状 主任务 2 分钟;第一次扩展任务起加 20 秒
不只服务系外行星 HEASARC 统计页写明约 60% 使用 TESS 数据的论文来自系外行星以外的领域
数据无专有期 任务在 2026 年 1 月的彗星观测公告中写明"按标准做法归档,即无专有期"
数据可提前取得 TICA 每半轨发布一次,正式整帧在扇区开始约 6 周后交付
覆盖在持续扩大 HEASARC 观测计划表已排到 2028 年的扇区 134

4.3 一个具体案例:为了一颗彗星中断一个扇区

2026 年 1 月,任务为星际彗星 3I/ATLAS 安排了一次专门观测。公告给出的安排是:1 月 5 日至 15 日观测扇区 99 的前半段,1 月 15 日至 22 日插入编号 1751 的指向沿黄道追踪彗星,1 月 22 日至 2 月 2 日补完扇区 99 的后半段。期间采集整帧图像与 20 秒、120 秒的目标像素文件,像元块为 50×50。

这个案例把档案的三个特性一次性暴露出来。第一,扇区编号不是纯粹的时间序号,可以插入非序号的特殊指向(1751)。第二,扇区内部允许出现多日缺口,公告明确说这段缺口与日常的下传、通信、异常造成的缺口性质相同——也就是说,缺样本来就是常态,不是这一个扇区的意外。第三,特殊观测的节奏组合(20 秒与 120 秒并存、像元块尺寸改变)与常规扇区不同,做批量处理时按扇区号推断节奏的写法会在这里失败。

4.4 标注粒度:三层,但没有一层是标签列

层次 谁产生 形态 是否等于"确认"
阈值跨越事件(TCE) SPOC 流水线自动检出 数据验证时序文件中的 TCE_1、TCE_2 等扩展,每段带周期、时长与统计量 否,只是算法认为有信号
TESS 感兴趣天体(TOI) 目标审查流程 TOI 目录中的编号,如 TOI-125.01 否,候选体
确认行星 地面与空间后续观测 系外行星档案中的记录,附周期、半径、质量 是,但确认工作不在档案内完成

MIT 的计数页(2026 年 6 月 12 日更新)给出:8,035 个 TOI,其中 1,721 个半径小于 4 倍地球半径,2,098 个已判为假阳性,897 颗已确认。系外行星档案 2026 年 10 月 8 日的里程碑公告给出 1,008 颗确认、4,823 个待确认的项目候选体、逾 8,000 个候选体已上载 ExoFOP,全档案确认行星总数 6,445。两组数字口径与日期都不同,引用时必须写明日期与来源。

4.5 边界条件

边界 取值 后果
单次连续时长 约 27.4 天(两个轨道) 单扇区难以定长周期轨道
扇区内缺口 下传、通信、异常,个别扇区多日中断 按连续序列假设建模会出错
像元尺寸 21 角秒 混光普遍,深度需外部星表校正
天区覆盖 主任务先南后北;扩展任务南北交替并补黄道面 不同天区被观测的年份与次数不同
尚未观测的天区 全天图中仍有未覆盖区域 不是任意坐标都能查到数据
数据可得时点 每扇区数据通常在扇区结束日期后 1 个月内 追热点要改用 TICA 侧产品
版本 逐扇区的数据发布号与流水线版本 同一颗星不同时期数值不同

§5 怎么拿到

5.1 目录结构与命名

2 分钟与 20 秒的目标产品按扇区号与 11 位 TIC 号分层存放,整帧图像按年、年积日、相机与 CCD 分层。

missions/tess/tid/s0001/0000/0002/6113/6679/
    tess2018206045859-s0001-0000000261136679-0120-s_lc.fits
    tess2018206045859-s0001-0000000261136679-0120-s_tp.fits
missions/tess/ffi/s0001/2018/230/3-4/
    tess2018230222941-s0001-3-4-0120-s_ffic.fits
missions/tess/tid/s0033/0000/0001/5042/8135/
    tess2020353052510-s0033-s0033-0000000150428135-00430_dvt.fits

5.2 批量下载与云

单文件可以用标准 HTTP 直接取回,无需账号。

#-- 单文件直取:路径按扇区号与 TIC 号分层
curl -sL -o tess_s0001_lc.fits \
  "https://archive.stsci.edu/missions/tess/tid/s0001/0000/0002/6113/6679/tess2018206045859-s0001-0000000261136679-0120-s_lc.fits"

#-- 整帧图像按 年/年积日/相机-CCD 分层
curl -sL -o ffi_s0001_cam3_ccd4.fits \
  "https://archive.stsci.edu/missions/tess/ffi/s0001/2018/230/3-4/tess2018230222941-s0001-3-4-0120-s_ffic.fits"

#-- 整帧体积大,先用 -r 取前若干字节只读文件头
curl -sL -r 0-65535 -o ffi_head.bin \
  "https://archive.stsci.edu/missions/tess/ffi/s0001/2018/230/3-4/tess2018230222941-s0001-3-4-0120-s_ffic.fits"

成规模取回有三条官方路径:MAST 门户的批量下载脚本按扇区或客座研究者项目打包;TESSCut 服务按坐标生成像元块时间序列,可选择用 SPOC 还是 TICA 的整帧;云环境 TIKE 在浏览器里提供 JupyterLab,数据已在云端,不必下载到本机。

5.3 流式读取

from astroquery.mast import Observations

#-- 按 TIC 号检索该星的全部 TESS 观测条目
obs = Observations.query_criteria(obs_collection="TESS", target_name="261136679")

#-- 展开产品清单后按子类型筛选:LC 为光变曲线,TP 为目标像素,DVT 为数据验证时序
prod = Observations.get_product_list(obs)
sel = prod[prod["productSubGroupDescription"] == "LC"]

#-- 下载到本地并返回清单
manifest = Observations.download_products(sel)
import lightkurve as lk

#-- 检索某目标的全部 2 分钟光变曲线,.download_all() 返回集合
sr = lk.search_lightcurve("TIC 261136679", mission="TESS", cadence=120)
lc = sr.download_all()[0]

#-- SAP_FLUX 未去趋势,PDCSAP_FLUX 为调理后成品,两列都在
print(lc.time[:3], lc.sap_flux[:3], lc.pdcsap_flux[:3])
print(lc.quality[:3])

5.4 转成通用表格

import numpy as np

#-- 质量位为 0 且通量为有限值,才认为是可用的节奏
m = np.isfinite(lc.pdcsap_flux.value) & (lc.quality == 0)

#-- 输出三列:BTJD、通量、不确定度
np.savetxt("tess_s0001.csv",
           np.c_[lc.time.value[m], lc.pdcsap_flux.value[m], lc.pdcsap_flux_err.value[m]],
           delimiter=",", header="btjd,pdcsap_flux,pdcsap_flux_err", comments="#--")

转表是有损操作。孔径掩码、质心列、背景列会被丢掉,之后想回到"这一段通量为何异常"就无法追溯;质量位若先过滤再写盘,事后也无法复原被剔除的原因。建议保留一份原始 FITS 作为可回溯的源。

5.5 标志位映射

标志 位置 含义 处理建议
QUALITY(光变曲线列) _lc.fits、_tp.fits 的 QUALITY 列 按位或的质量位,取值定义见《科学数据产品描述文档》第 9 节 严格分析按位筛选,宽松分析仅剔最坏段
DQUALITY(整帧头) _ffic.fits 扩展头 整幅质量,含姿态调整、粗指向、Argabrightening、反作用轮卸载、宇宙线、预测杂散光、坏标定排除等位 逐位对照官方表解释,勿当作布尔量
TICA 头关键字 TICA 整帧头 FINE、COARSE、RW_DESAT、STRAYLT1–STRAYLT4 快速查看流水线的质量位取自这里,与 DQUALITY 不同源
DATA_REL 各文件主头 数据发布号,实例为 42(扇区 1)与 49(扇区 33) 引用时必写,版本变化会改变数值
PROCVER 各文件主头 流水线版本,实例为 spoc-5.0.10-20200904 与上者一起记录
CAMERA / CCD 主头或扩展头 目标落在哪台相机哪块 CCD 跨扇区比对时用于确认同一探测器
CADENCENO 序列列 节奏编号 扇区间跳号,不能当作连续索引

5.6 五个坑

坑 表现 规避
按节奏编号推算时间 扇区间跳号、扇区内有缺口 用 TIME 列(BTJD)而不是索引
混用两条流水线 快速查看曲线与正式曲线数值不同、质量位定义不同 先选定一侧,全程不改
假定整帧节奏固定 30 分钟 / 10 分钟 / 200 秒三种都得处理 读文件头 TSTART、TSTOP 与 FFIINDEX
把像元向量当成二维 目标像素列被拉平成 231 个数值 按 TDIM 还原为 (11,21) 之类
把 TOI 编号当标签 未审查候选体被当成负例 正例取确认行星,未定者标为未知并排除

§6 与站内其他数据集的关系

6.1 关系图谱

站内条目 与它的关系 检索路径
kepler 前任任务,同一 MAST 托管,字段名沿用,节奏与视场不同 先读 Kepler 了解 SAP/PDCSAP 两级结构,再转到 TESS 处理混光
nasa-exoplanet-archive 确认行星与候选体的权威口径所在,TESS 的确认数从这里出 先查档案拿确认状态,再回 MAST 取曲线
gaia-dr3 输入星表的来源之一,也是混光校正的外部依据 用 TIC 号对接,再取视差与邻近源
sdss 同为大规模巡天档案,切分逻辑(分区/分期)可比 对比两者的发布版本与标识符陷阱
landsat 同为"分块、分景、按时间重访"的遥感档案 借鉴其按景号切分与重访周期的处理方式
lamost 同为国内可访问的大规模巡天光谱档案 光谱与测光互补时按坐标对接
ligo 同为长时间序列科学数据,采样与噪声模型差异极大 做跨域时序方法时作为对照基线
tns 瞬变源报告的外部来源,与 TICA 抢时间发布配套 按坐标与扇区对接
santa-fe 通用时间序列竞赛基准,可作为方法对照 用于检验通用模型在这类天文节奏上的表现
multimodal-satellite-data 同为卫星观测档案,重访与分块逻辑可比 对比重访周期与缺失模式

6.2 检索路径

你想先知道什么 去哪里查 拿到什么
这颗星有没有被观测、在哪些扇区 MAST 门户检索,或 TESS-point 工具按坐标查扇区 扇区号、相机、CCD
这颗星是不是候选体 TOI 目录(NExScI 的 ExoFOP-TESS) TOI 编号与审查状态
它是不是已确认行星 系外行星档案 周期、半径、质量与文献
目标被观到了哪些节奏 扇区页面的目标列表 2 分钟目标清单与 20 秒目标上限
这个扇区有什么已知问题 逐扇区的数据发布说明 杂散光、时序、标定等已知问题清单

6.3 与 Kepler 的分工判据

Kepler 光变曲线档案与它共用命名与托管方,但定位几乎互补,选边时按下面几条判。

判据 选 Kepler 选 TESS
需要四年以上的连续基线 是,四年盯住同一片天 否,单次 27 天
需要小半径行星的深度检出 是,像元细、混光小 否,21 角秒像元混光明显
需要亮星以便后续测质量与大气 否,目标普遍偏暗 是,巡天按亮星优先
需要全天覆盖或特定坐标 否,仅天鹅座附近一片 是,黄道南北半球基本铺满
需要短节奏(20 秒)做星震 否,短节奏为 1 分钟 是,扩展任务起有 20 秒
需要跨扇区的版本可追溯 DR25 为终版,一次说清 逐扇区发布号与流水线版本并存
需要瞬变与非目标天体的测光 受限 是,整帧图像覆盖全部落面天体

二者也可串联:用 Kepler 建立方法与误差模型,再用 TESS 在亮星样本上做外推检验。要注意时间基准不同(BKJD 与 BTJD 零点不同),拼接时必须各自归零。

§7 质量评估与局限性

7.0 前置校正

在进入任何统计之前,先把三件前置校正做掉。第一,混光校正:21 角秒像元把邻近源的光混进孔径,通量深度不等于天体本身的变暗幅度,需借助输入星表估计稀释因子。第二,系统误差校正:指向漂移、聚焦变化、热瞬变与杂散光都体现在 POS_CORR、质心列与背景列上,先确认异常来自仪器还是天体,再决定用 SAP 还是 PDCSAP。第三,版本校正:确认同一研究内所有扇区的 DATA_REL 与 PROCVER 一致,或明确记录差异。

这三件的顺序不能颠倒。混光属于几何问题,与采样无关,最先处理;系统误差与流水线版本强相关,换版本就得重做;版本校正则决定了前两项能不能跨扇区复用。实践中常见的错误是先花大量精力调去趋势参数,回到源头才发现同一目标的两个扇区分属不同发布号,参数并不通用。把版本核对放到第一步,能避免这类返工。

7.1 五维评分

维度 评价 依据
规模 强 上百个扇区,每扇区一万余颗 2 分钟目标;整帧覆盖全部落面天体
时间基线 中 单次约 27.4 天,靠重访累加,扇区间有缺口
标注完备性 弱 无标签列,只有阈值跨越事件与候选体编号,确认状态在外部档案
数据一致性 中 两条流水线、逐扇区版本、节奏三次变更,跨期比较需谨慎
可获取性 强 无专有期、公开 HTTP 直取、有批量脚本、切图服务与云环境

7.2 标注的两层口径

口径 计数(注明日期) 说明
TESS 发现并确认的行星 1,008 颗(系外行星档案,2026 年 10 月 8 日) 周期 0.22–2,890 天,半径 0.6–25 倍地球半径
待确认的项目候选体 4,823 个(同一时点) 尚未走完确认流程
TOI 目录规模 8,035 个(MIT 计数页,2026 年 6 月 12 日) 含已判假阳性的 2,098 个
同年 MIT 计数页给出的确认数 897 颗(2026 年 6 月 12 日) 与档案口径相差 111,反映统计日期与收录标准不同

两组数字的差不是错误,而是"谁在数、数到哪一天"的差别。写论文时不能只写"TESS 已确认 X 颗行星",必须写清日期与口径。

7.3 可枚举的偏差

偏差 来源 影响
混光偏差 21 角秒像元,邻近源进入孔径 深度被稀释,半径被低估
去趋势偏差 预搜寻数据调理吸收慢变信号 长周期与自转信号幅度被压低
观测时长偏差 单次 27 天 长周期行星检出率下降
天区偏差 主任务先南后北,扩展任务补黄道面 不同天区的观测次数与年份不同
缺口偏差 下传、通信、异常,特殊指向还会插入多日中断 相位覆盖不均匀
节奏偏差 30 分钟 / 10 分钟 / 200 秒三次变更 跨轮次比较时长换算易错
版本偏差 逐扇区发布号与流水线版本 同一颗星不同时期数值不同
选择偏差 目标由提案与星表优先级决定,非随机抽样 统计推断不能直接外推到全体恒星

7.4 外部验证

它自身不提供标签,因此外部验证要靠对接。确认状态查系外行星档案;候选体的后续观测记录查 ExoFOP-TESS;输入星表的物理量(半径、质量、有效温度)写在光变曲线主头里,实例文件给出 TEFF、LOGG、MH、RADIUS 与 TICVER。做模型评测时,正样本取已确认行星,未决候选体应标为未知而非负例,否则会把大量真实行星当成反例训练掉。

7.5 为什么它仍在增长

任务没有停在两年。HEASARC 的观测计划表已排到 2028 年的扇区 134,整帧节奏在第 5 轮后稳定在 200 秒,20 秒目标的上限在逐轮提升(扇区 106 为最多 3,000 颗)。统计页还给出一个结构性信号:约 60% 使用 TESS 数据的论文来自系外行星以外的领域。这意味着它的主要用途已经漂移——从"找行星"变成"全天密采样测光的通用基础设施",而这正是把它当作时序数据源而非行星数据集来用的理由。

§8 生态位与历史

8.1 沿革

阶段 时间 关键变化
主任务 第 1–2 轮 先南后北;2 分钟目标;整帧 30 分钟
第一次扩展任务 第 3–4 轮 整帧 10 分钟;新增 20 秒节奏;南北交替并开始补黄道面
第二次扩展任务 第 5 轮起 整帧 200 秒;整帧每周以 TICA 形式发布
后续扩展 第 8 轮起 连续的"滚动"扇区,聚焦南黄道中纬;为特殊天体插入专门指向

8.2 与方法竞赛的关系

它本身不是竞赛数据集,没有官方划分的训练集与测试集,也没有排行榜。竞赛式的用法都是使用者自建的:按扇区划分训练与测试、按候选体编号取正样本、按质量位做筛选。因此不同论文之间的成绩往往不可比——差异来自划分口径与负样本定义,而不是模型。做方法比较时,必须先固定扇区划分与标签来源,否则比较无意义。

8.3 生态位

层次 它的位置 相邻者
全天测光巡天 亮星优先、密采样、按扇区切分 地面宽视场巡天(全天但采样稀)、开普勒(深但天区小)
系外行星发现 提供候选体与亮星样本 系外行星档案(确认口径)、ExoFOP(后续观测)
时序数据源 密采样、长覆盖、中断模式真实 通用时间序列基准(干净但人造)
瞬变科学 整帧覆盖全部落面天体、可按周取得 瞬变命名服务器(报告侧)

8.4 谁在用

官方统计页给出两条值得记录的信号:使用 TESS 数据的论文中约 60% 来自系外行星以外的领域,说明恒星物理、超新星与太阳系天体已是主要用户群体;客座研究者计划每年约 300 万美元的资助中,第 1–8 轮里有 60% 的负责人为取得博士学位十年内的早期职业研究者,10% 仍是学生。这解释了一件事:围绕它长出来的工具(lightkurve、astroquery、TESSCut、eleanor 等)几乎都是开源且面向教学的,而不是商业封装。

用户结构决定工具的形状,工具形状又反过来决定新用户的入门路径。因为主要使用者是学生与早期职业研究者,官方与社区都把力气花在教程与可交互的笔记本上,而不是在商业化的检索界面上。于是"照着教程跑通一个目标"变得非常容易,而"批量处理上百个扇区并处理版本差异"仍然要自己搭流程。认清这一点,就能理解为什么它既是入门最友好的天文档案之一,又是最容易在工程层面踩坑的档案之一。

§9 使用指引

9.1 三种角色的路径

角色 最短路径 关键提醒
系外行星研究者 按 TIC 号取光变曲线 → 读 PDCSAP 与质量位 → 与 TOI 目录对接 未决候选体不算负例
时序算法工程师 按扇区批量取 2 分钟光变曲线 → 按扇区划分训练与测试 → 用 SAP 与 PDCSAP 两种输入分别评测 报告节奏、中断与混光三项差异
恒星与瞬变研究者 用 TESSCut 或 TICA 取像元块或整帧 → 自建孔径提光变曲线 选 SPOC 还是 TICA 要全程一致

9.2 最短流程

步骤 动作 产出
1 用坐标或 TIC 号查扇区与相机 CCD 扇区清单
2 检索产品清单,按子类型筛选 LC 或 TP 文件清单
3 读取文件头,记录 DATA_REL、PROCVER、SECTOR、CAMERA、CCD 可追溯的版本记录
4 取 TIME 与 PDCSAP_FLUX,按 QUALITY 筛节奏 干净序列
5 跨扇区时按 BTJD 对齐并做通量归一化 拼接后的曲线
6 与外部档案对接候选体状态 标签(含未知类)

9.3 引用方式

官方在常见问题中给出的致谢语为:本工作使用了 TESS 任务采集的数据,这些数据由空间望远镜科学研究所的 Mikulski 空间望远镜档案公开提供,TESS 任务的经费由 NASA 科学任务理事会提供。同时建议为所使用的数据集申请 DOI,以便他人取回完全相同的数据。

#-- 致谢(英文原文,见 HEASARC TESS 常见问题页)
This paper includes data collected by the TESS mission, which are publicly
available from the Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST). Funding for
the TESS mission is provided by NASA's Science Mission directorate.

§10 AI 使用声明

声明项 内容
文本生成 全文由 AI 依据官方页面与文件头撰写,未使用未经核实的记忆性数字
数字来源 规模类取自 MAST 任务页、HEASARC 观测计划与统计页、MIT 计数页、系外行星档案里程碑公告
文件核验 光变曲线、目标像素、整帧图像、数据验证时序四类文件的扩展名、列名、形状由实际下载的文件头读出
不一致说明 确认行星数存在 897(MIT,2026-06-12)与 1,008(档案,2026-10-08)两个口径,正文已并列并注明日期
论文信息 引用了官方页面指向的任务论文与输入星表论文,未在正文中逐条展开
未核验内容 光变曲线 QUALITY 列的逐位取值未在本次核验中逐位读出,正文只指向《科学数据产品描述文档》第 9 节
图像 封面图为提示词生成的示意图,不含数据内容
免责 数据以官方档案为准;涉及具体目标的科学结论请回到原始文件与后续观测

常见误读(避坑清单)

说法 实际 证据
整帧图像一直是 30 分钟一张 第 1–2 轮 30 分钟,第 3–4 轮 10 分钟,第 5 轮起 200 秒 HEASARC 数据产品页对轮次的说明
每个扇区正好 27 天 约 27.4 天,等于两个 13.7 天轨道;扇区 1 的科学数据为 27.9 天、暂停 1.13 天 HEASARC 观测页与扇区 1 数据发布说明
有 2 分钟与 30 分钟两种光变曲线 30 分钟是整帧节奏,不是光变曲线节奏;目标光变曲线为 2 分钟,扩展任务起加 20 秒 HEASARC 数据产品页
光变曲线只有一列通量 同时给出 SAP 与 PDCSAP 两级,另有背景、质心与指向改正列 实例文件 20 列的列名清单
下载下来就有"是否有行星"的标签 只有阈值跨越事件与候选体编号,确认状态在系外行星档案 MIT 计数页与档案里程碑公告
两条流水线的曲线可以混着用 SPOC 与 QLP 使用不同整帧、不同质量位来源 QLP 页面关于 TICA 与 DQUALITY 的说明
像元块是一维向量 列被拉平,需按 TDIM 还原为二维 实例目标像素文件的 TDIM 为 (11,21)
节奏编号可以当时间用 扇区间跳号、扇区内有缺口 实例文件的 CADENCENO 与官方对缺口的表述
时间基准与开普勒相同 TESS 为 BTJD(减 2457000),Kepler 为 BKJD(减 2454833) 列单位标注与开普勒档案手册
TICA 覆盖所有扇区 MAST 中的 TICA 整帧回溯到扇区 27,主任务扇区 1–26 无 TICA 版本 MAST 通讯关于 TICA 进入切图服务的说明

FAQ

Q1:TESS 与 Kepler 的数据能不能直接合并训练?

可以按字段名合并,但不要按数值直接合并。两者的光变曲线列命名一致,SAP_FLUX、PDCSAP_FLUX、QUALITY 都能对上,代码层面几乎不用改。真正的差别在四处:时间基准零点不同(BTJD 减 2457000,BKJD 减 2454833),合并前要各自归零;像元比例尺差约五倍,TESS 的混光严重得多;采样节奏不同,重采样方式会影响短时标信号的形状;单段连续时长不同,Kepler 一个季度约 90 天,TESS 一个扇区约 27.4 天。若目标是跨任务泛化,建议把任务来源作为一个显式特征或分组变量,而不是悄悄混在一起。

Q2:为什么同一颗星在不同时间下载的数值不一样?

数据发布号与流水线版本变了。文件主头里的 DATA_REL 与 PROCVER 记录了这两项:实例文件分别为 42 与 spoc-5.0.10-20200904(扇区 1)、49 与另一版本(扇区 33)。任务会重跑历史扇区——扇区 1 就曾在 2021 年 5 月做过再处理,更新了背景校正、人工排除标志、时间戳与输入星表。因此引用时只写"用了 TESS 数据"不够,必须写清扇区、数据发布号与文件版本,最好再为所用数据集申请 DOI。

Q3:想追一个刚爆发的瞬变源,该用哪一侧的数据?

用 TICA 侧。正式整帧图像由 SPOC 在扇区开始约 6 周后交付,而 TICA 每半轨(每周)发布一次已标定的整帧,能早数周拿到像元。代价有二:TICA 只回溯到扇区 27,主任务扇区没有 TICA 版本;TICA 与 SPOC 由不同流水线产出,天体测量与测光有细微差异,同一研究内不要中途切换。取数时用 TESSCut 的 SPOC 或 TICA 选项明确指定一侧。

Q4:它适不适合作为通用时间序列模型的基准?

适合,但要说清它"脏"在哪里。它提供了密采样(2 分钟乃至 20 秒)、长覆盖(单扇区 27 天,跨扇区更长)、真实的中断模式与真实的仪器系统误差,这些是合成基准给不了的。相应的,模型的成绩不能直接与合成基准上的成绩比较:噪声不是独立同分布的,缺采样不是随机的,同一颗星在不同扇区的通量归一化系数也不同。建议的做法是固定扇区划分,报告跨扇区外推的成绩,并明确写出质量位筛选规则。

Q5:确认行星数到底是多少?

取决于口径与日期。系外行星档案 2026 年 10 月 8 日的里程碑公告给出 1,008 颗由 TESS 发现并确认的行星,同时给出 4,823 个待确认的项目候选体、逾 8,000 个候选体已上载 ExoFOP,全档案确认行星总数 6,445。MIT 的计数页在 2026 年 6 月 12 日更新时给出 897 颗确认、8,035 个 TOI、2,098 个假阳性。两组数字的差来自统计日期与收录标准,不是错误。写论文时应写为"截至某日期,按某档案口径,由 TESS 发现并确认的行星为某数"。

术语表

术语 含义
扇区(sector) 一次约 27.4 天的连续观测单元,等于两个航天器轨道,对应天上一块 24×96 度的长带
BTJD Barycentric TESS Julian Date,即 BJD 减 2457000,档案的时间基准
TIC TESS 输入星表,实例文件头 TICVER 为 8.1,含 17 亿点源与约 1 亿展源
CTL 候选目标列表,TIC 中适合凌星探测的子集
目标像素文件(TPF) 目标周围小块像元的时间序列立方体,PIXELS 扩展,11 列
光变曲线文件(LC) 由像素做孔径测光后的一维序列,LIGHTCURVE 扩展,20 列
FFI 整帧图像,覆盖一台相机一块 CCD 的全部像元,实例为 2136×2078
TICA TESS 整帧标定流水线与其产品,每周发布,早于正式整帧
SPOC 科学处理运行中心,NASA Ames,生产正式产品
QLP 快速查看流水线,MIT,生产提前发布的光变曲线
CBV 共趋向量,去趋势时用来描述系统性变化的基向量
SAP / PDCSAP 简单孔径测光通量 / 经预搜寻数据调理后的通量
TCE 阈值跨越事件,流水线自动检出的信号,不等于行星
TOI TESS 感兴趣天体,经审查的候选体编号
DVT / DVR 数据验证时序文件 / 数据验证报告(PDF 与 XML)
HLSP 高级科学产品,社区贡献的再处理数据
TESSCut 按坐标从整帧生成像元块时间序列的服务
TIKE MAST 提供的浏览器内云分析环境

附录 A:核心数字核对表

数字 出处
官方全称 Transiting Exoplanet Survey Satellite(TESS) MAST 任务页开头说明
2018 年 4 月 18 日发射,2018 年 7 月 25 日开始常规科学运行 HEASARC 观测页
扇区约 27.4 天,等于两个 13.7 天轨道 HEASARC 观测页
扇区 1 科学数据采集 27.9 天、暂停 1.13 天,起止 2018-07-25 至 2018-08-22 HEASARC 扇区 1 数据发布说明
4 台相机,组合视场 24×96 度,21 角秒每像素 MAST 任务页与 HEASARC 望远镜页
波段 600–1000 纳米,中心在 Cousins I 波段 786.5 纳米 HEASARC 望远镜页
太阳翼 415 W,需求 290 W;Ka 波段 100 Mb/s,每轨道近地点下传约 4 小时 HEASARC 望远镜页
整帧节奏:第 1–2 轮 30 分钟,第 3–4 轮 10 分钟,第 5 轮起 200 秒 HEASARC 数据产品页
主任务 2 分钟目标,第一次扩展任务起增加 20 秒 HEASARC 数据产品页
扇区 106:12,000 颗 2 分钟目标,最多 3,000 颗 20 秒目标,整帧每 200 秒 MIT 扇区 106 观测页
光变曲线扩展 20 列、20,076 行;孔径图像 11×21 实例文件 _lc.fits(扇区 1,TIC 261136679)头
目标像素扩展 11 列、TDIM 为 (11,21) 实例文件 _tp.fits 头
整帧图像 2136×2078、32 位浮点、单位电子每秒 实例文件 _ffic.fits(扇区 1,相机 3,CCD 4)头
已标定整帧约 35.5 MB,未标定约 17.8 MB MAST 产品清单中的文件大小
整帧 TSTOP 减 TSTART 为 0.020833 天,约 1,800 秒 实例整帧头计算
数据验证时序:TCE_1 扩展 10 列、末尾 Statistics 扩展 38 列 实例文件 _dvt.fits(扇区 33,TIC 150428135)头
TIC-8 含 17 亿点源与约 1 亿展源 HEASARC 数据产品页
1,008 颗确认行星,周期 0.22–2,890 天,半径 0.6–25 倍地球半径(2026-10-08) HEASARC 千颗行星页与系外行星档案里程碑公告
8,035 个 TOI、1,721 个半径小于 4 倍地球半径、2,098 个假阳性、897 颗确认(2026-06-12) MIT 行星计数页
4,823 个待确认项目候选体,逾 8,000 个候选体上载 ExoFOP,全档案确认行星 6,445 系外行星档案 2026 年 10 月 8 日公告
数据发布号实例:扇区 1 为 42,扇区 33 为 49;流水线版本 spoc-5.0.10-20200904 实例文件主头
每扇区数据通常在扇区结束日期后 1 个月内可用 HEASARC 观测页
正式整帧在扇区开始约 6 周后交付,TICA 每半轨(每周)发布 MAST 通讯关于 TICA 的说明
MAST 中 TICA 整帧回溯到扇区 27 MAST 通讯关于 TICA 的说明
约 60% 使用 TESS 数据的论文来自系外行星以外的领域 HEASARC 统计页
观测计划表已排到 2028 年的扇区 134;2026 年 10 月为扇区 109 HEASARC 观测页扇区表
MAST 数据使用政策:多数数据属公有领域,无使用限制,需致谢 MAST 数据使用页

附录 B:如果只记五件事

序号 记住什么 为什么
1 最小单元是扇区,单次约 27.4 天,长曲线要自己拼 跨扇区有时间缺口与通量归一化问题
2 光变曲线有 SAP 与 PDCSAP 两级,选哪个取决于信号快慢 去趋势会吸收慢变天体信号
3 整帧节奏改过三次:30 分钟、10 分钟、200 秒 按固定节奏换算时长会算错
4 没有标签列,只有阈值跨越事件与候选体编号 把未审查候选体当负例会训坏模型
5 两条流水线并存,质量位来源不同 混用会导致无法解释的差异

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