美國宇航局的開普勒任務可能發現的宜居系外行星比想象的要少

來自歐洲蓋亞空間望遠鏡的新資料可能會導致類地世界的數量向下修正

藝術家繪製的我們銀河系中各種想象的潛在宜居世界型別。來自開普勒空間望遠鏡和其他行星搜尋調查的資料表明,這種小型岩石行星很常見。

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潛在宜居外星行星的數量可能需要向下修正一下。

迄今為止,美國宇航局的開普勒空間望遠鏡已發現大約30顆大小與地球相似的系外行星,位於其宿主恆星的“宜居帶”中——即液態水可能存在於行星表面的軌道距離範圍。

或者研究人員曾經這麼認為。歐洲航天局(ESA)的蓋亞航天器的新觀測表明,實際數量可能要少得多——也許在2到12個之間,美國宇航局官員今天(10月26日)表示。[照片:蓋亞航天器繪製銀河系地圖]


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蓋亞於2013年12月發射,旨在建立銀河系超精確的3D地圖。根據美國宇航局官員的說法,到目前為止,這張地圖包括大約17億顆恆星的位置資訊和大約13億顆恆星的距離資料。

官員們補充說,蓋亞的觀測表明,一些開普勒宿主恆星比之前認為的更亮更大。因此,圍繞這些恆星執行的行星可能比之前認為的更大更熱。

“更熱”的問題很簡單:一顆更大更亮的恆星會散發出更多的熱量。“更大”的相關性源於開普勒的行星搜尋策略,即所謂的“凌日法”。

當一顆行星從望遠鏡的角度穿過其母恆星表面時,開普勒會注意到引起的微小亮度下降。此類行星大小的估計值來自於它們在這些“凌日”期間阻擋的恆星盤的百分比。因此,如果恆星的直徑向上修正,行星的直徑也會向上修正。

“整個問題一直在於,我們對恆星的瞭解程度如何?”美國宇航局系外行星探索計劃副專案首席科學家埃裡克·馬馬傑克(Eric Mamajek)在一份宣告中說。“這只是這個持續故事的另一個章節。”

新的結果不應該讓那些希望地球生命並非在銀河系中獨一無二的人感到沮喪;美國宇航局官員強調,銀河系中仍然有許多潛在的宜居空間。但是,蓋亞的資料證實,天文學家、天體生物學家和行星科學家仍然有很多關於系外行星宜居性的知識需要學習。

“我們仍在試圖弄清楚一顆行星可以有多大才能仍然是岩石行星,”美國宇航局矽谷艾姆斯研究中心的天體物理學家傑西·多特森(Jessie Dotson)在同一份宣告中說。多特森是開普勒目前擴充套件任務的專案科學家,該任務被稱為 K2。

然後是宜居帶的概念。僅根據軌道距離來判斷宜居性忽略了重要的行星特徵,例如質量,它會影響一個世界保持大氣層的能力。然後是大氣成分,它會極大地影響行星的溫度。

此外,誰說生命必須在表面需要液態水?我們太陽系宜居帶之外的一些冰凍衛星,例如木星的歐羅巴和土星的恩克拉多斯,都埋藏著可能能夠支援我們所知生命的海洋。(而且我們甚至還沒有討論我們所不知道的生命的可能性,這可能取決於水以外的東西作為溶劑。)

耗資 6 億美元的開普勒任務於 2009 年 3 月啟動。在開普勒為期四年的主要任務期間,望遠鏡同時盯著大約 15 萬顆恆星,觀察行星凌日現象。這項工作於 2013 年 5 月結束,當時開普勒四個用於保持方向的反應輪中的第二個失效。

2014 年,開普勒開始了 K2,在此期間,航天器會在 80 天的“活動”中觀察各種宇宙物體和現象。其中一些活動涉及行星搜尋;事實上,迄今為止,航天器確認的 2,681 顆外星世界發現中有 354 顆來自 K2。

開普勒的總數約佔已知約 3,800 顆系外行星的 70%。開普勒的數量將繼續增長;近 3,000 顆行星“候選者”等待後續分析或觀測的確認,歷史表明,其中大多數最終都將成為現實。

但是開普勒的觀測日子即將結束。該航天器的燃料極低,最近進入了“不耗油”的睡眠模式

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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