開普勒望遠鏡發現大量地球大小的行星

美國宇航局首屈一指的行星探測望遠鏡在銀河系中發現了 647 個可能的地球大小的世界

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二十多年前,太陽系外從未探測到行星。現在,已經確認了 1,000 多顆太陽系外行星,週一,開普勒太空望遠鏡背後的團隊宣佈又發現了 833 顆候選行星,可以考慮新增到總數中。

這種豐富的成果遠遠超出了科學家在 NASA 於 2009 年啟動開普勒任務之前的期望。這架望遠鏡在圍繞太陽的永久軌道上執行,透過觀察行星“凌日”或從其恆星前方經過(短暫地使恆星的光變暗)來識別行星。“當我第一次在發射前開始使用開普勒望遠鏡時,我認為開普勒望遠鏡可能會發現大約一千顆行星,”位於加利福尼亞州山景城的地外文明搜尋研究所的天文學家 Jason Rowe 在週一於加利福尼亞州莫菲特菲爾德舉行的開普勒科學會議上的新聞釋出會上說。

實際上,開普勒望遠鏡在其最初三年中發現了 3,500 多顆候選系外行星,包括大型行星和小型行星、岩石行星和氣態行星,以及總共 647 顆可能為地球大小的行星。“我們發現那裡存在各種各樣的系統。如果你能想象得到,宇宙可能就會創造出來,”Rowe 說。


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科學家現在知道宇宙不缺乏行星。根據開普勒的發現,研究人員估計僅我們銀河系就可能容納約 1400 億顆行星。最緊迫的問題是,它們中的任何一顆存在生命嗎?尋找我們所知的生命的最佳方法是尋找宜居環境,這些環境與地球上舒適的條件相似:充足的液態水、保護性大氣層以及具有適當日照量的穩定岩石結構。天文學家將“宜居帶”定義為恆星周圍一定距離範圍,基於恆星的溫度,這些範圍最有可能提供這些便利條件。到目前為止,開普勒望遠鏡已經發現了 104 顆候選行星,它們似乎位於其恆星的宜居帶中,其中 10 顆行星的半徑小於地球半徑的兩倍。要了解這些世界中是否有任何一個真正具備生命存在的條件,還需要下一代望遠鏡的後續觀測。

與此同時,科學家們正在使用開普勒的統計資料來更好地掌握銀河系行星動物園的總體趨勢。根據加州大學伯克利分校的 Erik Petigura 週一宣佈的研究結果,在與太陽相似的恆星中,大約 22% 的恆星應該在宜居帶中擁有一顆地球大小的行星。“我認為我們都提出的主要問題是,我們現在坐著的這個岩石球有多普遍?”Petigura 在新聞釋出會上說。“宇宙中生命有多稀有或頻繁?開普勒望遠鏡的成果是回答這個問題的重要里程碑。”

開普勒望遠鏡在 5 月份一對反作用輪失效阻礙了航天器的精確指向能力後,已停止收集資料。美國宇航局預計將在明年某個時候決定該望遠鏡是否應該承擔一項修改後的任務(無法修復損壞的部件)。與此同時,天文學家仍然有來自開普勒望遠鏡第四年觀測的大量資料要解析,以尋找更多行星訊號。最像地球的行星——在一年軌道上繞恆星執行的較小世界——很可能在這最後一批資料中被發現,因為它們的慢軌道意味著開普勒望遠鏡需要更多時間來觀察它們的凌日。

最終,開普勒望遠鏡只是觸及了表面——它只觀測了天空的四百分之一。然而,就在這個小視窗內,天文臺發現大約 70% 的恆星都有行星,這意味著銀河系是一個擁擠的地方。“如果我們有朝一日實現星際旅行,可能會看到很多交通堵塞,”美國宇航局艾姆斯研究中心的開普勒科學首席研究員威廉·博魯奇開玩笑說。

克拉拉·莫斯科維茨《大眾科學》的高階編輯,她在那裡負責報道天文學、太空、物理學和數學。她在《大眾科學》工作了十年;此前她曾在 Space.com 工作。莫斯科維茨曾對火箭發射、航天飛機發射和著陸、亞軌道太空飛行訓練、山頂天文臺等進行過現場報道。她擁有衛斯理大學天文學和物理學學士學位以及加州大學聖克魯斯分校科學傳播研究生學位。

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