开普勒望远镜发现大量地球大小的行星

美国宇航局首屈一指的行星探测望远镜在银河系中发现了 647 个可能的地球大小的世界

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二十多年前,太阳系外从未探测到行星。现在,已经确认了 1,000 多颗太阳系外行星,周一,开普勒太空望远镜背后的团队宣布又发现了 833 颗候选行星,可以考虑添加到总数中。

这种丰富的成果远远超出了科学家在 NASA 于 2009 年启动开普勒任务之前的期望。这架望远镜在围绕太阳的永久轨道上运行,通过观察行星“凌日”或从其恒星前方经过(短暂地使恒星的光变暗)来识别行星。“当我第一次在发射前开始使用开普勒望远镜时,我认为开普勒望远镜可能会发现大约一千颗行星,”位于加利福尼亚州山景城的地外文明搜索研究所的天文学家 Jason Rowe 在周一于加利福尼亚州莫菲特菲尔德举行的开普勒科学会议上的新闻发布会上说。

实际上,开普勒望远镜在其最初三年中发现了 3,500 多颗候选系外行星,包括大型行星和小型行星、岩石行星和气态行星,以及总共 647 颗可能为地球大小的行星。“我们发现那里存在各种各样的系统。如果你能想象得到,宇宙可能就会创造出来,”Rowe 说。


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科学家现在知道宇宙不缺乏行星。根据开普勒的发现,研究人员估计仅我们银河系就可能容纳约 1400 亿颗行星。最紧迫的问题是,它们中的任何一颗存在生命吗?寻找我们所知的生命的最佳方法是寻找宜居环境,这些环境与地球上舒适的条件相似:充足的液态水、保护性大气层以及具有适当日照量的稳定岩石结构。天文学家将“宜居带”定义为恒星周围一定距离范围,基于恒星的温度,这些范围最有可能提供这些便利条件。到目前为止,开普勒望远镜已经发现了 104 颗候选行星,它们似乎位于其恒星的宜居带中,其中 10 颗行星的半径小于地球半径的两倍。要了解这些世界中是否有任何一个真正具备生命存在的条件,还需要下一代望远镜的后续观测。

与此同时,科学家们正在使用开普勒的统计数据来更好地掌握银河系行星动物园的总体趋势。根据加州大学伯克利分校的 Erik Petigura 周一宣布的研究结果,在与太阳相似的恒星中,大约 22% 的恒星应该在宜居带中拥有一颗地球大小的行星。“我认为我们都提出的主要问题是,我们现在坐着的这个岩石球有多普遍?”Petigura 在新闻发布会上说。“宇宙中生命有多稀有或频繁?开普勒望远镜的成果是回答这个问题的重要里程碑。”

开普勒望远镜在 5 月份一对反作用轮失效阻碍了航天器的精确指向能力后,已停止收集数据。美国宇航局预计将在明年某个时候决定该望远镜是否应该承担一项修改后的任务(无法修复损坏的部件)。与此同时,天文学家仍然有来自开普勒望远镜第四年观测的大量数据要解析,以寻找更多行星信号。最像地球的行星——在一年轨道上绕恒星运行的较小世界——很可能在这最后一批数据中被发现,因为它们的慢轨道意味着开普勒望远镜需要更多时间来观察它们的凌日。

最终,开普勒望远镜只是触及了表面——它只观测了天空的四百分之一。然而,就在这个小窗口内,天文台发现大约 70% 的恒星都有行星,这意味着银河系是一个拥挤的地方。“如果我们有朝一日实现星际旅行,可能会看到很多交通堵塞,”美国宇航局艾姆斯研究中心的开普勒科学首席研究员威廉·博鲁奇开玩笑说。

克拉拉·莫斯科维茨《大众科学》的高级编辑,她在那里负责报道天文学、太空、物理学和数学。她在《大众科学》工作了十年;此前她曾在 Space.com 工作。莫斯科维茨曾对火箭发射、航天飞机发射和着陆、亚轨道太空飞行训练、山顶天文台等进行过现场报道。她拥有卫斯理大学天文学和物理学学士学位以及加州大学圣克鲁斯分校科学传播研究生学位。

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