20 年前的這個月,人類對自身在宇宙中地位的理解開始發生重大變化。
1995 年 10 月 6 日,瑞士日內瓦天文臺的米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲宣佈發現了巨大的、炙熱的 51 Pegasi b,這是第一顆圍繞類太陽恆星發現的外星行星。
任何型別的第一顆外星行星都是在 1992 年由天文學家亞歷山大·沃爾茲森和戴爾·弗雷爾發現的,他們發現了兩顆環繞快速旋轉的恆星屍體——脈衝星執行的行星。儘管這項發現具有里程碑意義,但 51 Peg b 的宣佈可能引起了更大的共鳴,因為脈衝星與地球太陽這樣的“正常”恆星相去甚遠。 [最奇異的外星行星]
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在過去的二十年中,外星行星科學這一新興領域發展迅速:天文學家現已證實,在我們的太陽系之外,存在著近 2,000 顆行星。(確切數字因諮詢的資料庫而異。)
超過一半的已確認發現歸功於美國宇航局的開普勒太空望遠鏡,該望遠鏡於 2009 年 3 月發射,耗資 6 億美元,旨在確定類地行星在銀河系中普遍存在的程度。
開普勒還發現了 3,600 多個額外的行星候選者,任務科學家表示,其中約 90% 最終將通過後續分析或觀測得到證實。
但開普勒的成功不僅僅在於原始數字。例如,航天器的資料表明,銀河系中的每顆恆星平均至少擁有一顆行星,並且大約 20% 的類太陽恆星擁有潛在可居住的、相對類地球的世界。
未來 20 年應該會為外星行星科學帶來更大的飛躍。例如,美國宇航局計劃在 2017 年發射凌星系外行星巡天衛星 (TESS),並在明年發射耗資 88 億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。
美國宇航局官員表示,TESS 應該會發現許多相對靠近的外星行星,JWST 可以掃描這些行星的大氣層,尋找氧氣、甲烷和其他可能的外星生命跡象。(開普勒的大多數發現都太遙遠,無法以這種方式探測。)
在 2020 年代中期,美國宇航局也可能發射一項名為 WFIRST(廣域紅外巡天望遠鏡)-AFTA 的太空望遠鏡任務,該任務除了解決其他重大天文學問題(例如神秘的暗能量的本質)外,還將搜尋和表徵外星行星。
此外,歐洲的蓋亞太空望遠鏡目前正在繪製 10 億顆銀河系恆星的位置和運動圖。歐洲航天局 (ESA) 官員表示,這項任務最終可能會發現數千個新的行星系統。
歐空局還計劃在 2024 年左右發射一項名為 Plato 的新太空任務,該任務應該發現和表徵許多靠近地球宇宙鄰域的岩石狀、潛在可居住的外星行星。
並非所有外星行星活動都將在太空中進行。三架巨型地面望遠鏡計劃於 2020 年代中期上線——巨型麥哲倫望遠鏡 (GMT)、三十米望遠鏡 (TMT) 和歐洲極大望遠鏡 (E-ELT)。GMT 和 E-ELT 將在智利安第斯山脈的山頂執行,而 TMT 則正在夏威夷莫納克亞火山頂上建造。
所有三架巨型望遠鏡都將執行廣泛的天文觀測,其中包括外星行星探索。
當然,外星行星科學家——以及許多各行各業的科學家——所希望的巨大飛躍是發現地球以外的生命。奎洛茲認為這將會發生。
“遲早會在這些行星中的一些行星上發現生命,”奎洛茲上個月告訴 BBC。“不會是我;會是其他人。但在某種程度上,我已經踏入了這個領域。”
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