互易凌星

看看谁可能在注视着我们

C. Scharf 2019

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


自 1999 年首次探测到系外行星凌星以来,利用这种观测行星在其母星前方经过时引起的微小光线下降的技术的使用量激增。从理论上讲,它本身很简单,但在实践中,它需要精确测量恒星的亮度,以及对恒星光球(恒星发出大部分光线的外部层)的内在行为、轨道力学以及用于挖掘其他世界的探测和表征的统计技术的深入了解。

迄今为止,最成功的凌星探测实验是美国宇航局的开普勒太空望远镜。但像美国宇航局的凌星系外行星巡天卫星(TESS)这样的新型仪器紧随其后——尽管它们有着不同的科学目标。

开普勒的主要成就是从 2009 年到 2013 年凝视着天空中的单一区域,在其视野中的 50 万颗恒星中监测了大约 15 万颗恒星。这项努力获得了回报,探测到 5000 多颗候选系外行星凌星其恒星,阻挡了微乎其微的光线。


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尽管航天器上的反作用轮发生故障,影响了其指向目标的能力,但开普勒被巧妙地重新用于执行其从 2014 年开始被称为“K2”任务的任务。通过利用太阳能电池板上的太阳辐射压力,只要它指向黄道面(地球绕太阳轨道所在的平面)上的位置,航天器就可以保持稳定。因此,开普勒一直在收集数据,直到 2018 年它最终耗尽燃料来操纵航天器。

K2 的科学成果意义重大。但最近对数据进行的一项分析特别引起了我的注意。在Kruse、Agol、Luger 和 Foreman-Mackey撰写的研究论文中,作者应用了一组分析工具来提高 K2 数据中可能的探测灵敏度水平。因此,他们声称探测到 800 多颗凌星系外行星,其中 370 多颗是之前未发现的。

但这篇冗长而简洁的论文的另一个值得注意的部分是,他们报告说,这些凌星系外行星候选者中有 154 个“与我们的太阳系互易凌星”。

这意味着,从其他世界的角度来看,我们自己的太阳系将会出现行星凌星。如果有人在监测我们的太阳,原则上他们将能够探测到我们至少一颗行星。这正是因为 K2 数据位于黄道面中——它正在观察几何上可能发生互易凌星的唯一天空区域。

我们可能希望特别关注那些反过来可能也在盯着我们的地方的想法本身并不新鲜。甚至我的同事David Kipping 和 Alex Teachey也进行了一些有趣的研究,他们认为先进文明可能会利用互易凌星的知识来发出信号或掩盖它们的存在。但 Kruse 等人的工作是我所知道的第一个提出大量候选者名单并计算互易凌星可能是什么样子的工作。这考虑了我们太阳周围行星轨道倾角的微小差异。例如,由于需要极其接近的百万分之二的角对准,只有一项研究的系外行星系统可以见证三个太阳系世界的凌星——木星、土星和天王星。

最令人兴奋的候选者是一颗探测到四颗系外行星的恒星,如果有人在观察,就能够探测到太阳周围的一颗行星。那颗行星是地球,在名义上的宜居带中,轨道周期为 365 天。

由于最近人们对 SETI 的兴趣重燃,以及寻找技术特征的想法,我们似乎开始找到一些值得认真审查的主要目标。仅仅是因为这些可能就是有人或某种东西已经在仔细观察我们的地方。

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