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开普勒探测:推动系外行星发现速度,恒星可能拥有宜居带行星

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:“开普勒”太空任务预计持续至少三年半时间,尽管还有大量确认疑似行星的工作要做,但“开普勒”已经显著提高了系外行星的发现速度。根据“开普勒”至今的所有发现,天文学家认为银河系中还有几十亿颗恒星拥有自己的行星系,而离太阳1000光年内就有几千颗恒星可能有一颗行星在宜居带中。

开普勒探测:推动系外行星发现速度,恒星可能拥有宜居带行星

通过太空任务,我们才得以近距离仔细地观察行星、卫星彗星小行星,从而了解太阳系以及它的形成,这是在地球上无法实现的。但是,它们的作用也只限于太阳系。天文学家还需要研究更多的行星系才能了解我们的真正处境,以及弄明白我们一直困惑的一些问题:类地行星是不是普遍存在于宇宙中?或者,地球的环境是不是由一系列绝无仅有的条件造成的?我们已经知道,地球在太阳系中是一个特别的存在。比如,不像金星离太阳太近,地球与太阳恰到好处的距离使它表面的液态水得以保留。地球的水足够汇聚成海洋,但又没有多到将地球表面完全覆盖。不像火星太小,地球足够大可以实现板块构造,使地球大气不断更新,保持新鲜。但同时,地球又没有大到像木星一样,吸积了大量气体。

正在进行的“开普勒”太空任务是近期最有希望找到类地行星的航天器。“开普勒”发射于2009年,是专门用于寻找行星系的探测器。该航天器包含一架配有一个1.4米主镜的望远镜,用于观察行星凌星,即行星穿过它所围绕的恒星,在明亮的恒星表面留下小黑点的现象。“开普勒”持续监视着位于太阳绕银河系运动方向的天鹅座天琴座和天龙座的超过100000颗恒星。这意味着“开普勒”望远镜视场里的大多数恒星距银河系中心的距离与太阳系到银河系中心的距离一样,而且它们也和太阳一样靠近银河系平面。这样一来,它们之中也许有不少恒星的形成条件和太阳一样,这就增加了我们找到类地行星的可能性。

除了行星凌星外,还有许多情况也会导致恒星变暗,因此,地球上的天文学家还要对“开普勒”找到的疑似行星进行进一步研究后才能最终确认。截至2012年,已经发现的疑似类地行星的数量已经超过了2000颗。其中有许多颗的大小和地球不分伯仲,有些位于它们恒星的宜居带里,这使得它们可能拥有和地球类似的气候(图15-2)。

“开普勒”太空任务预计持续至少三年半时间,尽管还有大量确认疑似行星的工作要做,但“开普勒”已经显著提高了系外行星的发现速度。根据“开普勒”至今的所有发现,天文学家认为银河系中还有几十亿颗恒星拥有自己的行星系,而离太阳1000光年内就有几千颗恒星可能有一颗行星在宜居带中。“开普勒”很有可能很快就会发现一个和地球相似度极高的星球。(www.xing528.com)

图15-2 开普勒-47是“开普勒”任务发现的众多行星系中的一个。图为开普勒-47系统(上)与内太阳系(下)的对比图。开普勒-47系统中有两颗行星环绕一对双星运行,双星中的一颗恒星和太阳差不多大,另一颗则小得多,亮度仅为太阳的1%。虽然开普勒-47c的轨道位于“宜居带”(可能存在液态水的区域)中,但据猜测,它是一个比海王星还要大一些的气态巨行星,故不可能存在生命(图片来源:NASA/JPL-Caltech/Tim Pyle)

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