了解即將退役的克卜勒空間望遠鏡,它曾發現2325顆系外行星!

2020-12-04 表象的本質

你可能已經聽過很多有關發現系外行星的報導,截止2018年7月1日,天文學家已確認了在2841顆恆星周圍存在的3797顆行星,這其中,2325顆是由克卜勒太空望遠鏡所發現。

而這些行星是否適合人類居住?是否有外星生命存在的可能?

我們是孤獨的生存在宇宙中,還是智慧生命的存在比我們想像的更普遍?

目前,事實上我們無法精確直接拍攝系外行星。這張,是我們擁有的一顆系外行星的最清晰的真實影像,由歐洲南方天文臺(ESO)甚大望遠鏡拍攝。這顆編號為2M1207b的紅色行星,位於半人馬座,距離地球大約170光年

這可能會讓你疑惑,如果這就是我們擁有的系外行星的最佳影像,那麼我們怎麼知道它是否存在生命?

要回答這個問題,我們必須先了解克卜勒的工作原理。

克卜勒太空望遠鏡是NASA在2009年發射升空,設計用來發現 環繞著其他恆星的類地行星的太空探測器。

它的目光集中在天鵝座和天琴座附近的一片區域,監測這片區域中大約15萬顆恆星。這片區域遠離黃道平面,不會被太陽光或者小行星帶和柯伊伯帶天體影響。克卜勒太空望遠鏡定位在地-日系統的第二拉格朗日點,圍繞太陽運轉,也不會被地球遮蔽,可以全時段監測目標天區。

克卜勒利用「凌日法」對行星進行間接探測,它會將持續觀測的數據發送回地球並進行分析,以查看是否有任何恆星周期性的變暗。

如果一顆恆星的行星在克卜勒的視線前經過,恆星的亮度會變暗。如果它每隔100天變暗一次,那麼我們就可以確認,它有一顆公轉軌道周期為100天的行星,而不是路過的其他天體。

通過測定恆星的光譜和距離,就可以通過恆星亮度減少的程度,通過複雜的數學計算,來確定行星的大小,它和恆星的距離,以及它的質量、密度。

克卜勒非常擅長用這種方法來尋找系外行星。在克卜勒升空之前,這些是我們所知道的系外行星。正如你所看到的,發現的大多數是直徑比木星還大的行星。而克卜勒投入運作之後,我們發現了更多更小的系外行星。這也是因為克卜勒的測量精度更高,而且,這僅僅是在這一小片天空中所發現的行星。

不幸的是,2013年5月,克卜勒空間望遠鏡的反應輪發生重大故障,無法設定望遠鏡方向,雖然之後通過K2任務儘量的調整姿態,但是每年觀測目標天體的數量已經大大降低。

今年,克卜勒空間望遠鏡因為燃料耗盡,即將退役,徹底結束為人類尋找系外行星的使命。

好消息是,今年NASA已經發射了新的凌日系外行星探測器「苔絲」,來接替克卜勒的工作。

「苔絲」的觀測原理和克卜勒類似,不過由於配備了4臺拍攝角度更大,解析度更高的相機,所觀測的太空區域會比克卜勒大350倍。預計在兩年的任務期間,將能夠找到超過20000個系外行星。

然而,只是發現了系外行星還遠遠不夠,在我們認知中,要有生命存在的星球,還必須有更苛刻的要求。

它的主恆星大小必須合適,壽命要足夠的長,智慧生命的演化通常需要上億年。最好是有板塊構造的巖石行星,距離恆星的距離必須合適,不能太遠也不能太近,保證有液態水的穩定存在。因為水是極好的溶劑,很容易溶解和攜帶化合物進出細胞。要有合適的大氣層和以及強大的星球磁場,用以保護生命不受宇宙輻射和恆星輻射的影響。

而通過這層層篩選,目前發現的3700多顆系外行星中,能夠滿足要求的也僅僅只有10幾顆。

科學們希望通過更深入的探測和研究,試圖在這些行星上發現生命存在的跡象。

因為人類,在這宇宙中太孤獨太寂寞,太渴望和人類之外的智慧生命交流,無論結果是好的,還是壞的。

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