當地時間10日,NASA公布了開普勒太空望遠鏡確認的部分行星概念圖。
開普勒太空望遠鏡結構圖
NASA(美國航天局)又來“搶頭條”了。
當地時間10日,NASA宣布其“行星獵手”開普勒太空望遠鏡一口氣確認了1284顆行星的存在,其中9顆位于其恒星的宜居帶中。這也讓宜居帶系外行星增至21顆。
開普勒是怎么做到“批量”發現這么多行星的?是否有助于人類找到和地球更像的“表親”?未來會在這些行星上證實外星生命的存在嗎?
太陽系外已知行星數翻一番
NASA10日召開電話記者會宣布,其開普勒太空望遠鏡一口氣確認了1284顆行星的存在,這使得太陽系外已知行星的總數翻了約一番。
這項研究發表在新一期美國《天體物理學雜志》上。在確認的行星中,近550顆可能是類似地球的巖石行星,其中有9顆位于其恒星的宜居帶中。宜居帶系外行星也因此增至21顆。
論文第一作者、普林斯頓大學副研究員蒂莫西·莫頓在記者會上說:“今天,我們宣布開普勒任務發現1284顆新的行星,這是迄今一次性宣布發現系外行星最多的一次。”
至此,人類已確認的系外行星超過3200顆,其中僅開普勒太空望遠鏡就發現了2325顆。
NASA首席科學家埃倫·斯托凡評價說,這項發現給人們帶來希望,“在宇宙中的某個地方,類似我們太陽的某顆恒星的周圍,我們將最終能夠找到又一個地球”。
宜居帶行星是指與恒星距離適中、表面溫度條件適宜、理論上可保有液態水的行星。這類行星是尋找外星生命存在的理想對象。
“掃帚”方式批量發現行星
自20多年前人類發現首顆太陽系外行星以來,科學家通常用一一確認的方法來驗證疑似行星,這是一項費時費力的工作。而最新研究基于一種新型統計分析方法,能同時應用于多顆疑似行星,計算每個候選者是行星的概率,概率超過99%就被認定為行星。
按莫頓的話說,候選行星就類似面包屑。如果地板上掉的是大的面包屑,還能一顆一顆撿起來。但如果丟的是一大包細面包屑,就得用掃帚掃,而新型統計分析方法就是他們的“掃帚”。
莫頓與同事利用新“掃帚”分析了開普勒去年7月歸類的4302顆疑似行星。結果發現有1284顆滿足行星的定義,1327顆“很可能”是行星但仍需進一步研究,707顆很可能是某種其他天體物理現象。此外,984顆此前已獲確認的行星被這項技術再次驗證。
■ 揭秘
太空“老兵”超期服役
開普勒太空望遠鏡于2009年3月發射升空,以德國著名天文學家約翰內斯·開普勒的名字命名。望遠鏡主體大致呈圓筒狀,直徑2.7米,長4.7米。用于檢測亮度變化的光度計由光圈為95厘米的望遠鏡、直徑1.4米的主反射鏡以及9500萬像素的焦平面陣列傳感器組成。
按NASA原定計劃,開普勒太空望遠鏡服役期為3年半,但它目前在太空中已7年有余,屬超期服役。
其間,這個“老兵”也曾經歷數次危機,但都有驚無險。在2013年,因4個反應輪中的兩個出現故障,開普勒太空望遠鏡被宣布“死亡”。反應輪主要用于調整望遠鏡的姿態。2014年,科學家用太陽光子產生的壓力作為一個“虛擬反應輪”,讓這臺太空望遠鏡得以重生。美聯社報道,NASA計劃明年再發射一臺搜尋行星的天文設備。
前不久,開普勒望遠鏡再次進入緊急模式,僅維持最低限度運行能力,經科學家努力才恢復正常。它現在位于近1.2億公里以外的太空。科學家說,讓開普勒維持正常運行是當前的首要任務。
■ 焦點
開普勒是如何發現行星的?
“多重確認”統計學技術讓批量發現行星成為可能
開普勒望遠鏡是世界上首個專用于搜尋系外類地行星的航天器。2013年,開普勒望遠鏡團隊曾發現,銀河系中大約有400億顆類似太陽的恒星,其中大約每5顆就有一顆擁有類似地球的行星。
天文學家并不是直接用望遠鏡看到行星,而是間接地通過觀測其繞轉恒星的亮度推斷出來的。
從觀察者的角度,行星在圍繞恒星旋轉時,每轉一圈就會從恒星前經過一次,恒星的光也會被遮擋住一點,外界看來這顆恒星就會周期性地變暗一點,從而推斷出這顆恒星周邊存在一顆繞其運轉的行星,這被稱為“掩星法”。
過去,科學家尋找系外行星要對著不同的恒星用“掩星法”一個接一個分析,一次只能發現一顆或少數幾顆。但近幾年來,科學家利用一顆恒星通常有多顆行星繞轉的特點,開發出一種“多重確認”的統計學技術,使得一次性“大批量”確認系外行星成為可能。
NASA研究人員打了一個比喻:候選行星就類似丟在地上的面包屑,以前是一顆一顆撿起來,新的方法是用掃帚把它們掃起來,結果就是一次性發現一大群系外行星。
20多年前,類似地球的系外行星還只出現在科幻小說中。而自1995年人類發現第一顆圍繞其他“太陽”運行的系外行星以來,至今,人類已確認的系外行星超過3200顆,其中僅開普勒太空望遠鏡就發現了2325顆。
發現這些行星意味著什么?
地球并不孤單,未來二三十年內或將發現外星生命
宜居帶行星溫度條件適宜,理論上,其表面可保有適合生命存在的液態水。
去年7月,美國天文學家通過開普勒太空望遠鏡發現迄今與地球最相似的系外行星“開普勒-452b”,著實讓人們興奮了好久。不過科學家指出,發現這顆被稱為地球“表哥”的系外行星只是尋找“地球2.0”的第一步,其是否具備生命存在的條件仍需長期探索。
科學家說,行星半徑、運行周期等數據較易測量,但地質信息很難獲得。此外,即使發現了真正的地球“表親”,與其相會也是天大的難題。仍以行星“開普勒-452b”為例,它位于距地球1400光年之外的天鵝座,與其他系外行星相比,這個距離不算太遠了,但以人類目前科技水平抵達那里仍屬遙遠夢想。
開普勒太空望遠鏡已發現一系列可能有水的太陽系外行星。這些成果表明,水可能普遍存在于某些星球,而水被認為是生命之源。2015年NASA的一個研討會上,科學家認為,地球生命在宇宙中并不孤單,在今后20年到30年內應該會發現外星生命。
“你我永遠無法前往,但是我們孩子的孩子的孩子,總有希望抵達那里。”NASA埃姆斯研究中心的開普勒數據分析主管喬恩·詹金斯曾這樣說。