除了地球2.0克卜勒太空望遠鏡還發現了什麼?

2021-01-11 中國青年網

  方向明

  克卜勒452b,是幾天前被確認的一顆迄今發現最接近地球的系外行星。

  它由一架太空望遠鏡的名字而命名。

  這架耗資6億美元、2009年3月發射的克卜勒太空望遠鏡,如何發現地球2.0的呢?除此之外,克卜勒太空望遠鏡還有其他什麼令人類驚奇的發現呢?

  「地球2.0」如何被發現

  克卜勒,是美國宇航局(NASA)用來發現環繞著其他恆星之類地行星的太空望遠鏡,於2009年3月在美國佛羅裡達州卡納維拉爾角發射升空。

  克卜勒是NASA低成本的發現計劃聚焦在科學上的任務。克卜勒太空望遠鏡是在尾隨地球的太陽軌道上,而不是在環繞地球的軌道上,所以不會被地球遮蔽而能持續觀測。

  在以往四年多的觀測時間,克卜勒太空望遠鏡產生了無數的觀測數據,發現了大量系外行星候選者。

  NASA於上周宣布發現了和地球極為相似的系外行星Kepler-452b(克卜勒452b)。

  該行星位於銀河系的天鵝座,距離地球1400光年,直徑是地球的1.6倍,年齡60億年,公轉周期相當於地球上的385天,是迄今為止發現的與地球各項特徵最接近的星球。

  不少媒體驚呼,人類在遙遠的太空中找到了地球的「2.0版本」。

  儘管Kepler-452b可能擁有大氣層和液態水,並且可能接收類似太陽光為光合作用提供基礎,但是,科學家們目前無法證明Kepler-452b上存在生命。

  原因是,發現這個行星的克卜勒太空望遠鏡並非探測器,無法做到近距離觀測,它只能判斷星球大小,無法分析出行星的構成和大氣狀況等具體參數。

  以目前的技術來說,Kepler-452b處在人類遙不可及的區域,即便以剛剛掠過冥王星的「新視野」號空間探測器的飛行速度直奔而去,也要花上3000多萬年才能抵達,即便使用地球上性能最強大的望遠鏡也不可能直接看到它。

  靠「凌日」發現行星

  克卜勒太空望遠鏡尾隨地球在太陽軌道上運行,既避免了陽光直射和地球漫射,也避免了重力對軌道的影響,觀測環境相對穩定。

  它的觀測區域位於天鵝座和天琴座一帶,9500萬像素的光度計負責收集天區內15萬顆恆星發出的星光,計算機每隔6分鐘讀出每個像素上收集到的星光數量,最後通過記錄凌日現象來判斷行星的存在。

  眾所周知,行星必然圍繞某顆恆星旋轉,如果遙遠的恆星發出的光亮周期性地變暗,便意味著該恆星周圍有行星經過遮擋住光線,使光度計接收到的亮度信號減弱。

  這種被稱為凌星的現象也正是克卜勒太空望遠鏡發現系外行星的主要方法,即通過判斷恆星光亮被遮擋的程度便能測出該恆星和行星之間的相對大小。

  除了光學設備的主體外,克卜勒太空望遠鏡上還搭載遮光板、太陽能板、冷卻系統和4組控制方向的反應輪。

  克卜勒太空望遠鏡每個月會用一天時間通過天線將數據回傳地球。

  任務延長期中的克卜勒

  迄今,克卜勒太空望遠鏡在距離地球數百萬公裡之外的太空中運行了6年並發現了1030顆系外行星,其中有12顆位於宜居帶上。此外還有將近4600顆行星待確認。

  所謂宜居帶,是指行星和所屬恆星之間的距離與地球和太陽之間的距離相近,在這樣的距離內水可以以液態形式存在,加大了生命體存在的可能性,一般定義為0.99到1.7個天文單位(地球到太陽的平均距離稱為1個天文單位)。

  雖然最近的發現意味著人類太空探索的又一重要發現,但畢竟短時間內對人類沒有實質性意義。

  尋找「另一個地球」的項目並非過去式,而還在進行當中。

  與Kepler-452b相比,克卜勒太空望遠鏡最想找到的系外行星是與地球相似並位於恆星宜居帶上的巖石行星。

  目前無法確定Kepler-452b是巖石行星還是氣體行星。

  有專家認為,克卜勒太空望遠鏡所找到的,只是可能存在生命的系外行星。說白了這項任務無法證實真正意義上的「另一個地球」的存在。

  NASA對此次消息的發布,也由於各大媒體的充分甚至過度解讀而變得誇大其詞。與之前發現系外行星的案例一樣,NASA的發布會更多的是向美國政府和納稅人表態,證明該項目不斷有新發現,沒有白白浪費以億美元計的投入。

  實際上,克卜勒太空望遠鏡已於2012年11月便完成了主要的科學任務,目前處在4年的延長期中。

  2013年5月,望遠鏡有兩組反應輪發生故障,導致無法精確控制方向,NASA放棄修復並啟動K2任務,讓望遠鏡在地球公轉的黃道平面上即藉助太陽光子產生的作用力調整望遠鏡姿態,仍能繼續執行觀測任務。

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