我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

  • 小编 发布于 2019-11-07 12:13:12
  • 栏目:科技
  • 来源:多元札记
  • 9453 人围观
我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

在距离地球仅50光年的范围内,有大约1560颗恒星,可能有几千颗行星围绕着它们旋转。在这些太阳系外行星中,大约有1000颗可能是岩石行星,其成分与地球相似。有些甚至可能孕育生命。超过99% 的这些外星世界仍未被发现ーー但这种情况即将改变。

借助美国宇航局新的太阳系外行星搜索太空望远镜 TESS,全天候搜索太阳系附近可能存在的可居住行星。Tess ーー每13.7天绕地球一周ーー地面望远镜准备在未来几年内发现数百颗行星。这可能会改变天文学家对我们周围外星世界的认识,并为下一代望远镜扫描生命信号提供目标。在短短一年多的时间里,TESS 已经确定了1200多个候选行星,其中29个已经被天文学家确认为行星。由于 TESS 具有独特的能力,可以同时搜索数以万计的恒星寻找行星,这项任务预计将产生超过10,000个新的世界。对于天文学家来说,尤其是对于我们这些探索系外行星的人来说,这是一个激动人心的时刻。他们利用地面和太空中的望远镜来寻找系外行星,以了解它们的性质和存在生命的可能性。

我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

我们周围的外星世界等待着被发现

例如,比邻星,一颗谦逊的,微弱的红色恒星,没有望远镜是看不见的。它是我们银河系中超过1000亿颗这样的恒星中的一颗,除了它作为我们的邻居的地位之外,并不显眼。环绕比邻星运行是一个迷人而神秘的世界,被称为 Proxmia b,直到2016年才被发现。令人惊讶的是,科学家对比邻星 b 知之甚少。天文学家命名了在一个系统 b 中发现的第一颗行星。人类从未用肉眼或望远镜观测过这颗行星。但是我们知道它的存在是由于它对宿主恒星的引力作用,这种引力使得宿主恒星有轻微的摆动。这种轻微的摆动是由一个庞大的国际天文学家小组从多个地面望远镜收集的数据中发现的。

比邻星 b 很可能有一个类似于地球的岩石成分,但质量更大。它接收到的热量与地球从太阳接收到的热量大致相同。 这就是为什么这颗行星如此令人兴奋的原因: 它位于“可居住”区域,可能具有与地球相似的特性,比如表面,液态水,而且——谁知道呢?也许甚至是有生命迹象的大气层。

我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

美国国家航空航天局的 TESS 任务于2018年4月发射,目的是寻找其他类似地球大小的行星,但采用的是不同的方法。TESS正在寻找罕见的暗淡事件发生时,行星通过他们的主恒星前,阻挡了一些星光。这些凌日现象不仅表明了行星的存在,也表明了它们的大小和轨道。

对于天文学家来说,发现一颗新的凌日系外行星是一件大事,因为与那些通过恒星抖动发现的行星不同,他们可以进一步研究凌日行星,以确定它们的密度和大气成分。

我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

红矮星是他们发现的最小的系外行星,TESS 可以在它们围绕一种小恒星运行时发现它们。红矮星的质量不到太阳的一半。 每个系统都是独一无二的。例如,LP 791-18是一颗距离地球86光年的红矮星,TESS 在其周围发现了两个世界。第一个是“超级地球” ,一个比地球大,但可能仍然大部分是岩石的行星,第二个是“迷你海王星” ,一个比海王星小,但气体和冰丰富的行星。这两颗行星在我们的太阳系中都没有对应的行星。

天文学家目前最喜欢的新的宽地球大小的行星是 LHS 3884b,一个灼热的“地球” ,它围绕太阳运行的速度如此之快,以至于你可以每11个小时庆祝一次生日。

我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

还没有类似地球的星球被发现

但是地球大小的行星有多像地球呢?一组天文学家与哈勃空间望远镜观测站一起观测了炽热的超级地球 LHS 3884b,发现这颗行星是一个可怕之地,甚至没有大气层。它只是一块裸露的岩石,中午的温度超过700摄氏度(1300华氏度) ,到午夜接近绝对零度(- 460华氏度)。

Tess 任务最初资助了两年。但是飞船状态良好,美国航空航天局最近将任务延长到2022年,TESS 将不得不在附近扫描明亮的过境恒星的时间增加了一倍。

然而,在温度最低的恒星周围(温度低于2700摄氏度(4900华氏度))寻找系外行星仍然是一个挑战,因为它们极度模糊。因为超冷冻矮星为科学家提供了最好的机会去发现和研究那些大小和温度与地球相似的系外行星,其他专注于行星搜索的研究正在 TESS 离开的地方重新开始。

我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

2016年5月,一个由比利时人领导的小组宣布发现了一个围绕超冷矮星的行星系统,他们将其命名为 TRAPPIST-1。在 TRAPPIST-1系统中发现的七颗凌日地球大小的系外行星具有开创性意义。这也证明了相对于我们这个时代强大的巨型望远镜而言,小型望远镜仍然可以做出转变性的发现。凭着耐心和毅力,TRAPPIST 望远镜从 Atacama 沙漠的高山上扫描了附近暗淡的红矮星,寻找它们闪烁的光芒。最终,它在红矮星 TRAPPIST-1的数据中发现了凌日现象,虽然距离只有41光年,但对于 TESS 的四个直径为10厘米的镜头来说,它太微弱了。如果 TRAPPIST 团队的大型望远镜没有发现它们,那么它的地球大小的世界将仍然是未被发现的。

有两个项目加强了在附近的红矮星周围搜寻地球候选星的工作。Speculoos 团队安装了4个机器人望远镜---- 也是在 Atacama 沙漠---- 还有一个在北半球。我们的“异域发现和探索网络”ーー伊甸园计划ーー利用亚利桑那州、意大利、西班牙和台湾的九架望远镜持续观测红矮星。

我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

Speculoos 望远镜和 EDEN 望远镜比 TESS 的小透镜大得多,能够发现太暗了 TESS 无法研究的恒星周围的行星,包括一些与地球大小最接近的凌日行星。

接下来的十年很可能会被人们记住,因为那个时候,我们打开了眼界,看到了其他世界难以置信的多样性。到2025年,TESS 可能会发现10,000到15,000个系外行星候选者。到2030年,欧洲航天局的 GAIA 和 PLATO 任务预计将发现另外20000-35000颗行星。Gaia 将寻找行星引起的恒星抖动,PLATO 将像 TESS 一样寻找行星凌日。

我们会找到另一个地球吗?美国宇航局发射航天器去发掘外星世界

然而,即使在即将被发现的数以千计的行星中,最接近我们太阳系的系外行星仍将是特殊的。许多这样的星球都可以进行非常详细的研究,包括寻找生命的迹象。对最近世界的发现也代表着人类在探索我们所生活的宇宙方面取得的重大进展。在绘制了我们自己的行星和太阳系的地图之后,我们现在转向附近的行星系统。也许有一天,比邻星 b 或者其他天文学家尚未发现的星际探测器将成为星际探测器的目标,比如星际射击计划,甚至载人星际飞船。但是首先我们要把这些世界放在地图上。

本文最初发表于 The Conversation。

转载请说明出处:五号时光网 ©