开普勒望远镜又发现了1284颗新行星

2016-05-29 11:41:11 来源: 《科学美国人》中文版《环球科学》(北京)
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(原标题:开普勒望远镜又发现了1284颗新行星)

这次新发现的系外行星数目要比之前已经确认的多一倍。

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这幅艺术假想图描绘了开普勒望远镜发现的各种类型的行星。来源:NASA

2016年5月10日,美国航空航天局(NASA)在银河系星图上又增加了1284颗新的系外行星(属于太阳系外的行星系统),这使得已确认的系外行星数量增多了一倍。开普勒望远镜提供的数据让天文学家向发现另一颗“地球”又前进了一步。“这让我们对系外行星充满希望。在太阳系以外的某个地方,我们最终能够在一颗像太阳一样的恒星周围发现另一个地球。”NASA的首席科学家Ellen Stofan说。

通过分析开普勒望远镜提供的数据,研究人员发现,4302颗系外行星候选者中,1284颗有99%的可能性是真正的行星。开普勒目前的主要任务是研究那些处于“宜居带”的行星,这些行星与中心恒星的距离适中,能够让水以液态的形式存于地表,而不是像水星那样离太阳过近导致水都被烤干了,或像冥王星那样过远使水只能以冰的状态存在。

“开普勒望远镜现在已经发现36颗行星或行星候选者处于宜居带,”项目科学家Natalie Batalha告诉记者说。她还表示,根据它们的大小判断,新确认的行星中有550颗像地球一样是岩石行星,其中“有9颗行星位于宜居带内。”通过这项发现,我们了解到总共有21颗系外行星的大小与轨道和地球类似。

“当你抬头仰望星空的时候,你看到的一个个光点并不只是恒星,”Batalha说,“你看到的是一个个行星系统。”如同5月9日发生的水星凌日,行星从中心恒星前面经过时会让后者的亮度轻微地减弱,开普勒望远镜就是通过这样的变化发现行星的。但是,这种亮度变化也有可能由其他物体运动产生,因此科学家们需要非常谨慎,防止造成误报。

Batalha说,研究人员发现很多行星候选者都是“天体物理骗子”, 但他们也注意到,把开普勒获得的数据与5月10日发表在《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal,ApJ)上的新统计学方法结合起来,显著提升了天文学家确认系外行星的能力。相关论文的共同作者、普林斯顿大学的Tim Morton说,开普勒需要通过至少三次凌星事件来确认一颗行星。

“天文学家历经15年的艰苦工作,通过地面观测发现并确认了大约2000颗行星。”Morton说。他对这项发现的贡献在于提出了一种方法,可以评估每个行星候选者有多高的概率是一颗真正的行星,他把这比作清理地板上的面包渣。“如果地上撒满了面包屑,你就需要一个扫帚把他们清理干净。”

新发现的行星只集中在天琴座和天鹅座之间的小片天区。NASA的天体物理学部门主任Paul Hertz将他们最宏伟的目标寄托于开普勒任务:寻找地外生命。“一直以来,人类最大的疑问就是我们在宇宙中是否孤独。现在,我们就生活在能够用科学回答这一问题的时代。”他说。

Hertz说,现在的发现显示出宇宙中行星的数量要远多于恒星。而且Batalha也表示,根据她“在信封背面进行的计算”,宇宙中应该有“数百亿个可能宜居”的行星。她承认,相比于银河系的规模,现在科学家拥有的样本较小,但是迄今为止的数据显示“大约24%的恒星拥有直径约为地球1.6倍的可能宜居行星”。

未来的任务将为NASA增加大量数据:在接下来的十年里,NASA将安排发射数个新的望远镜,其中包括一个称作TESS的望远镜,它将会观测比开普勒的目标更近的恒星,而另一个能够探测系外行星的大气。如果发现氧气与水蒸气的信号,就能指引NASA发现“真正可居住的世界”。

开普勒望远镜发射于2009年,迄今为止从5000个候选目标中已经确认了2325颗系外行星。它在第一阶段任务中花了4年时间研究了150000颗恒星,之后又开始了第二项任务—K2,期间经历了几次危机和机械故障,但还是幸存了下来。今年4月,望远镜进入了紧急状态,但科学家最终成功让它稳定了下来。

“望远镜看起来一切都还不错,”开普勒任务主管Charlie Sobeck说,他估计望远镜“至少还能运行两年”,继续捕捉更多系外行星的数据。

撰文:Alan Yuhas

翻译:牛天宇

审校:王微晓

原文链接:https://www.theguardian.com/science/2016/may/10/new-planets-discovered-nasa-kepler-space-telescope

张祖韬 本文来源:《科学美国人》中文版《环球科学》 责任编辑:张祖韬_NT5054
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