5,000 颗系外行星!NASA 证实宇宙里程碑

系外行星革命开始三十年后,丝毫没有放缓的迹象

A variety of exoplanets (illustration).

NASA 已经证实发现了 5,000 颗系外行星,其中一些行星在这张图中可视化。天文学家正积极准备在未来几年发现更多行星。

我们对奇异新世界的统计刚刚达到 5,000 个。

美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(JPL)的官员在南加州周一宣布(3 月 21 日),天文学家已将第 5,000 个外星世界添加到 NASA 系外行星档案中。

这一里程碑的到来正值近期发现成果激增以及未来有望获得更多洞见之际,NASA 耗资 100 亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜正准备在深空开展行星观测任务。


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“迄今为止发现的 5,000 多颗行星包括像地球一样小的岩石世界,比木星大许多倍的气态巨行星,以及在灼热轨道上绕恒星运行的‘热木星’,”JPL 官员在周一的声明中表示。

“还有‘超级地球’,它们是可能比我们自己的地球更大的岩石世界,以及‘迷你海王星’,是我们太阳系海王星的较小版本,”JPL 官员补充道。“此外,还有同时绕两颗恒星运行的行星,以及顽固地绕着已死亡恒星的坍缩残骸运行的行星。”

NASA 系外行星档案位于加州理工学院(Caltech)。要添加到目录中,行星必须通过两种不同的方法独立确认,并且这项工作必须在同行评审的期刊上发表。

第一批系外行星是在 1990 年代初期发现的。自那时以来,地面和太空望远镜都做得很好,将数量增加到 5,000 颗,NASA 系外行星档案的科学主管杰西·克里斯蒂安森在加州理工学院的网站上表示,迄今为止发现的世界“主要在我们太阳系周围的小气泡中,它们更容易被发现。”

克里斯蒂安森补充说:“在已知的 5,000 颗系外行星中,有 4,900 颗位于距离我们几千光年的范围内。“想想我们距离银河系中心 30,000 光年;如果你从我们周围的小气泡推断,这意味着我们的星系中还有更多我们尚未发现的行星,多达 1000 亿到 2000 亿颗。这真是令人震惊。”

第一个得到证实的行星发现是在 1992 年,当时天文学家亚历山大·沃尔兹森和戴尔·弗雷尔在《自然》杂志上发表了一篇论文。他们通过测量脉冲到达地球时的时间的细微变化,发现了两个绕脉冲星(一颗快速旋转、致密的恒星尸体)运行的世界。

早期的工作主要由地面望远镜完成,又经过几次搜索,最终在 1995 年发现了第一颗围绕类太阳恒星运行的行星。那个世界不适合我们所知的生命居住;它是一颗灼热的气态巨行星,仅用四个地球日就绕其母星飞驰一圈。

天文学家通过观测恒星的摆动(行星拉动恒星时引起的来回引力运动)来发现这些世界。较大的世界更容易被发现,因为它们会引起更大的摆动。天文学家当时表示,为了找到更多地球大小的行星,他们需要尝试一种称为“凌星”的方法。这将评估恒星的光线,并寻找行星掠过星面时产生的微小波动。

天文学家威廉·博鲁奇帮助实现了这一愿景,他担任 NASA 的开普勒太空望远镜的首席研究员,该望远镜于 2009 年发射,并在超出其主要任务数年后,于 2018 年最终耗尽燃料。开普勒至今已记录了超过2,700 颗行星的发现,其中许多是地球大小或更小的世界,并且至今仍有一个数据库在不断产生新的发现。

自开普勒发射以来,许多其他仪器也加入了行星搜寻行列。在地面上,HARPS 光谱仪是欧洲南方天文台位于智利拉西拉天文台的 11.8 英尺(3.6 米)望远镜的一部分,它本身就是一个行星搜寻高手。

到 2011 年(首次观测到光线八年后),HARPS 已经发现了150 多颗系外行星。尽管由于冠状病毒大流行,HARPS 在过去几年中的访问受到定期限制,但 HARPS 仍然在运行,并继续以高精度寻找新的世界。

在太空中,许多天文台也在协助行星搜寻工作,其中包括 NASA 的凌星系外行星巡天卫星 (TESS)、NASA-欧洲航天局 (ESA) 的哈勃太空望远镜和 ESA 的系外行星特性探测卫星 (CHEOPS)。其他几架正在智利建造中的巨型望远镜,包括巨型麦哲伦望远镜和极大望远镜,计划在本十年晚些时候上线,为正在进行的搜寻工作增加其他强大的眼睛。

韦伯将通过详细研究几个相对较近的世界的大气层,帮助增加系外行星的数量。虽然此类工作可能主要集中在气态巨行星上,但科学家表示,韦伯的观测对于未来一代天文台将非常有用,这些天文台将配备更强大的光学器件,可以观察到尺寸更接近地球的行星。

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