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第二颗‘地球’距离我们多远

2014-8-2 18:58| 查看: 17934

摘要: 据国外媒体报道,戈达德太空飞行中心的教授德雷克·戴明向我们解释了系外行星的发现进展,比如对开普勒- 78b行星的研究使得我们有望发现体积与地球非常接近的系外行星,开普勒- 78b是第一颗与地球非常相似的行星,距 ...

  观测星球的最好地点是在太空里。在太空里看恒星,不像在地球上看到那样恒星还会闪烁。所以天文望远镜可以成天或成周地盯着一颗恒星,没有任何障碍物。这样才有较大的机会发现围绕恒星旋转的行星。因此,为了寻找到第二个地球,人类已经向太空里发射了好几个探测机器。其中,欧洲航天局在2006年发射的Corot宇宙飞船是最先进的一个。Corot上面装有专门探测岩石行星的太空望远镜,现在这个望远镜已经在太空中正常工作了。COROT计划被誉为“21世纪哥伦布”,该计划耗资2.21亿美元,其中75%的资金由法国国家航天研究中心提供。明年4月份,美国会发射一个功能更强大的Kepler望远镜。科学家预期通过这个望远镜,可以发现成百上千的地球,包括第一颗像地球与太阳这种旋转距离的地外行星。科学家们表示,欧洲航天局COROT计划和美国国家航空航天局的开普勒计划在探测类地行星时,使用的都是凌日法。到2013年,美国航天局(NASA)还会发射一个红外线观测用太空望远镜,叫詹姆斯·韦伯太空望远镜,作为将于2010年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续。这个望远镜可以发现生命存在的迹象,比如在地外行星的大气层里发现氧气分子。也许到了2014年,各大媒体的新闻头条可能就是宣布在太阳系外发现生命存在了,地球不再是孤单的了!

  Corot宇宙飞船能够在行星绕过恒星的时候,探测到恒星表面轻微但是很规则的光的亮度变化。这种探测方式与观测地震的方式完全一样,它需要长时间地盯住一颗恒星。Corot能够用150天时间一直在太空中盯住一颗恒星,这样长的观测时间才能够探测到光线的缓慢变化,以及三次以上行星旋转的痕迹。否则,Corot发现的光线变化也可能仅仅是恒星发生地震的结果,不足以证明是行星引起的。负责Corot的科学家Baglin说:“Corot一发射成功,我们就不动了,我们甚至屏住呼吸,一动不动。”

  Corot宇宙飞船有27厘米长的天文望远镜监视器,能够监测到1.2万个类太阳恒星。能够观察到足够的恒星非常重要,因为恒星拥有类似地球的行星通常只有百分之一的几率。这个天文望远镜的精确度甚至超过了其制造者的预期。2007年Corot发射之前的新闻发布会上,Corot的发言人表示:“Corot能够观察到1百万个的发光体,它也能检测到是哪一个在发光。”在150天的观测期内,足以探测到一颗类地行星。在Corot发射之后,研究团队对这次科学探测行动进行了描述。科学家们表示:“预期到2008年能够发现第一个有地面的恒星。”但去年春天的时候,Corot团队宣布只发现了“两个新的类木星的行星”和一个未能确认的超级地球。除此之外,还有40 多个正在观测的对象。

  但是,观察到行星的旋转并不够,恒星的光度变化也可能是受邻近的很暗淡的小恒星的影响。为了确认这是一颗行星,研究队伍还必须对Corot观测到的所谓“类地行星”,从地球上使用有关仪器再次进行观测,以确定类地行星的大小。但在地球上观察太空限制很多,时间很有限,条件很艰巨。Corot研究团队的科学家对此表示:“必须要有耐心,找类地行星不是说找你脸上的鼻子那样轻而易举。”

  Corot的竞争者是美国宇航局的“开普勒计划”。美国宇航局决定于近年启动“开普勒计划”,向太空中发射一枚专门寻找第二地球的太空望远镜。华盛顿卡耐基学会天文学家鲍罗·巴特勒说:“也许只需20年,就可以发现第二地球。”’该望远镜为时三年半的使命是:探索类似地球的环境,寻找新的生命,大胆地探索以前的望远镜所未能探索的领域。 开普勒望远镜将扫描银河,每隔30分钟对大约10万个恒星系统进行观察。对于参加的科学家而言,他们的任务就是将望远镜所拍下的大量数据进行整理,并将图像传送到位于加州Mountain View的美国航空航天局阿姆斯研究中心。科学家们预期开普勒太空望远镜有能力探测到小轨道大型行星的反光,但不足以构成影像;正如月球的月相一样,这些反光会随时间而增加或减少,分析这些数据甚至可以显示其大气内的物质分布。通过这种方法,Kepler可以找到更多未被发现的系外行星。

  尽管开普勒和Corot关注的是类日恒星,但在地球上的天文望远镜更多关注的红矮星。因为红矮星拥有行星的几率更高。这是因为红矮星相对类日恒星,它的温度较低,靠近它的行星有水的几率就更高,生命存在的可能性就更大。2007年,哈佛大学的David Charbonneau开始在亚利桑那设立了一个小型天文望远镜网络,观测红矮星的“超级地球”是否具有生命痕迹。但没人确切知道,是否红矮星附近的岩石类行星是否可以有生命存在。天文学家们直到最近都一直认为不可能有生命存在。他们认为,那些行星离恒星太近,行星一诞生,恒星的光芒就会把那些行星上的一切烤干。当然,红矮星附近的行星也可能只有一面恒定的指向恒星,就像月亮永远只有一面指向地球一样。但在这种情况下,恒星照射不到的那面就极其寒冷,一片荒芜,也不可能有生命。

  不过,最近发现的一些木星大小的行星动摇了科学家们固有的观念,他们也开始怀疑其上述观点来。一些人现在相信,如果恒星年代久远,其光芒逐渐暗淡,行星上的风可以把另一半球的热量吹过来,让恒星照射不到的那一半可以保持较高的温度,这样红矮星附近的行星也可能有生命存在。2005年,研究红矮星的一些专家召开了研讨会,会上发布了一份分析报告,许多研究员都开始相信红矮星附近的行星最有可能存在生命。这是一个非常令人振奋的消息,因为红矮星是银河系里面最常见的恒星,地球上的天文望远镜最容易发现的目标也是红矮星。

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