當(dāng)?shù)貢r(shí)間10日，NASA公布了開普勒太空望遠(yuǎn)鏡確認(rèn)的部分行星概念圖。
開普勒太空望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)圖
NASA(美國航天局)又來“搶頭條”了。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間10日，NASA宣布其“行星獵手”開普勒太空望遠(yuǎn)鏡一口氣確認(rèn)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(fā)現(xiàn)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(huì)在這些行星上證實(shí)外星生命的存在嗎?
太陽系外已知行星數(shù)翻一番
NASA10日召開電話記者會(huì)宣布，其開普勒太空望遠(yuǎn)鏡一口氣確認(rèn)了1284顆行星的存在，這使得太陽系外已知行星的總數(shù)翻了約一番。
這項(xiàng)研究發(fā)表在新一期美國《天體物理學(xué)雜志》上。在確認(rèn)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(xué)副研究員蒂莫西·莫頓在記者會(huì)上說:“今天，我們宣布開普勒任務(wù)發(fā)現(xiàn)1284顆新的行星，這是迄今一次性宣布發(fā)現(xiàn)系外行星最多的一次?！?/p>
至此，人類已確認(rèn)的系外行星超過3200顆，其中僅開普勒太空望遠(yuǎn)鏡就發(fā)現(xiàn)了2325顆。
NASA首席科學(xué)家埃倫·斯托凡評(píng)價(jià)說，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)給人們帶來希望，“在宇宙中的某個(gè)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(gè)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(tài)水的行星。這類行星是尋找外星生命存在的理想對(duì)象。
“掃帚”方式批量發(fā)現(xiàn)行星
自20多年前人類發(fā)現(xiàn)首顆太陽系外行星以來，科學(xué)家通常用一一確認(rèn)的方法來驗(yàn)證疑似行星，這是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。而最新研究基于一種新型統(tǒng)計(jì)分析方法，能同時(shí)應(yīng)用于多顆疑似行星，計(jì)算每個(gè)候選者是行星的概率，概率超過99%就被認(rèn)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(xì)面包屑，就得用掃帚掃，而新型統(tǒng)計(jì)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(jié)果發(fā)現(xiàn)有1284顆滿足行星的定義，1327顆“很可能”是行星但仍需進(jìn)一步研究，707顆很可能是某種其他天體物理現(xiàn)象。此外，984顆此前已獲確認(rèn)的行星被這項(xiàng)技術(shù)再次驗(yàn)證。
■ 揭秘
太空“老兵”超期服役
開普勒太空望遠(yuǎn)鏡于2009年3月發(fā)射升空，以德國著名天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開普勒的名字命名。望遠(yuǎn)鏡主體大致呈圓筒狀，直徑2.7米，長(zhǎng)4.7米。用于檢測(cè)亮度變化的光度計(jì)由光圈為95厘米的望遠(yuǎn)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(jì)劃，開普勒太空望遠(yuǎn)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(gè)“老兵”也曾經(jīng)歷數(shù)次危機(jī)，但都有驚無險(xiǎn)。在2013年，因4個(gè)反應(yīng)輪中的兩個(gè)出現(xiàn)故障，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡被宣布“死亡”。反應(yīng)輪主要用于調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的姿態(tài)。2014年，科學(xué)家用太陽光子產(chǎn)生的壓力作為一個(gè)“虛擬反應(yīng)輪”，讓這臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡得以重生。美聯(lián)社報(bào)道，NASA計(jì)劃明年再發(fā)射一臺(tái)搜尋行星的天文設(shè)備。
前不久，開普勒望遠(yuǎn)鏡再次進(jìn)入緊急模式，僅維持最低限度運(yùn)行能力，經(jīng)科學(xué)家努力才恢復(fù)正常。它現(xiàn)在位于近1.2億公里以外的太空?？茖W(xué)家說，讓開普勒維持正常運(yùn)行是當(dāng)前的首要任務(wù)。
■ 焦點(diǎn)
開普勒是如何發(fā)現(xiàn)行星的?
“多重確認(rèn)”統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)讓批量發(fā)現(xiàn)行星成為可能
開普勒望遠(yuǎn)鏡是世界上首個(gè)專用于搜尋系外類地行星的航天器。2013年，開普勒望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊(duì)曾發(fā)現(xiàn)，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(xué)家并不是直接用望遠(yuǎn)鏡看到行星，而是間接地通過觀測(cè)其繞轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時(shí)，每轉(zhuǎn)一圈就會(huì)從恒星前經(jīng)過一次，恒星的光也會(huì)被遮擋住一點(diǎn)，外界看來這顆恒星就會(huì)周期性地變暗一點(diǎn)，從而推斷出這顆恒星周邊存在一顆繞其運(yùn)轉(zhuǎn)的行星，這被稱為“掩星法”。
過去，科學(xué)家尋找系外行星要對(duì)著不同的恒星用“掩星法”一個(gè)接一個(gè)分析，一次只能發(fā)現(xiàn)一顆或少數(shù)幾顆。但近幾年來，科學(xué)家利用一顆恒星通常有多顆行星繞轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，開發(fā)出一種“多重確認(rèn)”的統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)，使得一次性“大批量”確認(rèn)系外行星成為可能。
NASA研究人員打了一個(gè)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(jié)果就是一次性發(fā)現(xiàn)一大群系外行星。
20多年前，類似地球的系外行星還只出現(xiàn)在科幻小說中。而自1995年人類發(fā)現(xiàn)第一顆圍繞其他“太陽”運(yùn)行的系外行星以來，至今，人類已確認(rèn)的系外行星超過3200顆，其中僅開普勒太空望遠(yuǎn)鏡就發(fā)現(xiàn)了2325顆。
發(fā)現(xiàn)這些行星意味著什么?
地球并不孤單，未來二三十年內(nèi)或?qū)l(fā)現(xiàn)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(tài)水。
去年7月，美國天文學(xué)家通過開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)迄今與地球最相似的系外行星“開普勒-452b”，著實(shí)讓人們興奮了好久。不過科學(xué)家指出，發(fā)現(xiàn)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(zhǎng)期探索。
科學(xué)家說，行星半徑、運(yùn)行周期等數(shù)據(jù)較易測(cè)量，但地質(zhì)信息很難獲得。此外，即使發(fā)現(xiàn)了真正的地球“表親”，與其相會(huì)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(gè)距離不算太遠(yuǎn)了，但以人類目前科技水平抵達(dá)那里仍屬遙遠(yuǎn)夢(mèng)想。
開普勒太空望遠(yuǎn)鏡已發(fā)現(xiàn)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(rèn)為是生命之源。2015年NASA的一個(gè)研討會(huì)上，科學(xué)家認(rèn)為，地球生命在宇宙中并不孤單，在今后20年到30年內(nèi)應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn)外星生命。
“你我永遠(yuǎn)無法前往，但是我們孩子的孩子的孩子，總有希望抵達(dá)那里?！盢ASA埃姆斯研究中心的開普勒數(shù)據(jù)分析主管喬恩·詹金斯曾這樣說。
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