我們對奇異新世界的統計剛剛達到 5,000 個。
美國國家航空航天局(NASA)噴氣推進實驗室(JPL)的官員在南加州週一宣佈(3 月 21 日),天文學家已將第 5,000 個外星世界新增到 NASA 系外行星檔案中。
這一里程碑的到來正值近期發現成果激增以及未來有望獲得更多洞見之際,NASA 耗資 100 億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡正準備在深空開展行星觀測任務。
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“迄今為止發現的 5,000 多顆行星包括像地球一樣小的岩石世界,比木星大許多倍的氣態巨行星,以及在灼熱軌道上繞恆星執行的‘熱木星’,”JPL 官員在週一的宣告中表示。
“還有‘超級地球’,它們是可能比我們自己的地球更大的岩石世界,以及‘迷你海王星’,是我們太陽系海王星的較小版本,”JPL 官員補充道。“此外,還有同時繞兩顆恆星執行的行星,以及頑固地繞著已死亡恆星的坍縮殘骸執行的行星。”
NASA 系外行星檔案位於加州理工學院(Caltech)。要新增到目錄中,行星必須透過兩種不同的方法獨立確認,並且這項工作必須在同行評審的期刊上發表。
第一批系外行星是在 1990 年代初期發現的。自那時以來,地面和太空望遠鏡都做得很好,將數量增加到 5,000 顆,NASA 系外行星檔案的科學主管傑西·克里斯蒂安森在加州理工學院的網站上表示,迄今為止發現的世界“主要在我們太陽系周圍的小氣泡中,它們更容易被發現。”
克里斯蒂安森補充說:“在已知的 5,000 顆系外行星中,有 4,900 顆位於距離我們幾千光年的範圍內。“想想我們距離銀河系中心 30,000 光年;如果你從我們周圍的小氣泡推斷,這意味著我們的星系中還有更多我們尚未發現的行星,多達 1000 億到 2000 億顆。這真是令人震驚。”
第一個得到證實的行星發現是在 1992 年,當時天文學家亞歷山大·沃爾茲森和戴爾·弗雷爾在《自然》雜誌上發表了一篇論文。他們透過測量脈衝到達地球時的時間的細微變化,發現了兩個繞脈衝星(一顆快速旋轉、緻密的恆星屍體)執行的世界。
早期的工作主要由地面望遠鏡完成,又經過幾次搜尋,最終在 1995 年發現了第一顆圍繞類太陽恆星執行的行星。那個世界不適合我們所知的生命居住;它是一顆灼熱的氣態巨行星,僅用四個地球日就繞其母星飛馳一圈。
天文學家透過觀測恆星的擺動(行星拉動恆星時引起的來回引力運動)來發現這些世界。較大的世界更容易被發現,因為它們會引起更大的擺動。天文學家當時表示,為了找到更多地球大小的行星,他們需要嘗試一種稱為“凌星”的方法。這將評估恆星的光線,並尋找行星掠過星面時產生的微小波動。
天文學家威廉·博魯奇幫助實現了這一願景,他擔任 NASA 的開普勒太空望遠鏡的首席研究員,該望遠鏡於 2009 年發射,並在超出其主要任務數年後,於 2018 年最終耗盡燃料。開普勒至今已記錄了超過2,700 顆行星的發現,其中許多是地球大小或更小的世界,並且至今仍有一個數據庫在不斷產生新的發現。
自開普勒發射以來,許多其他儀器也加入了行星搜尋行列。在地面上,HARPS 光譜儀是歐洲南方天文臺位於智利拉西拉天文臺的 11.8 英尺(3.6 米)望遠鏡的一部分,它本身就是一個行星搜尋高手。
到 2011 年(首次觀測到光線八年後),HARPS 已經發現了150 多顆系外行星。儘管由於冠狀病毒大流行,HARPS 在過去幾年中的訪問受到定期限制,但 HARPS 仍然在執行,並繼續以高精度尋找新的世界。
在太空中,許多天文臺也在協助行星搜尋工作,其中包括 NASA 的凌星系外行星巡天衛星 (TESS)、NASA-歐洲航天局 (ESA) 的哈勃太空望遠鏡和 ESA 的系外行星特性探測衛星 (CHEOPS)。其他幾架正在智利建造中的巨型望遠鏡,包括巨型麥哲倫望遠鏡和極大望遠鏡,計劃在本十年晚些時候上線,為正在進行的搜尋工作增加其他強大的眼睛。
韋伯將透過詳細研究幾個相對較近的世界的大氣層,幫助增加系外行星的數量。雖然此類工作可能主要集中在氣態巨行星上,但科學家表示,韋伯的觀測對於未來一代天文臺將非常有用,這些天文臺將配備更強大的光學器件,可以觀察到尺寸更接近地球的行星。
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