兩大優勢,觀測更敏感
“開普勒”就是專門設計來尋找這些“失落”的世界。它通過監測超過10萬顆恒星的周期性亮度變化,就能在行星出現在恒星和“開普勒”之間的時候來發現它。
“開普勒”會在遠離地球的軌道上圍繞太陽轉動,以避免地球對它觀測的干擾。這就使得它可以在三年半的時間里不間斷地觀測同一片天區。與之形成對比的是,“科羅”是圍繞地球轉動的,因此地球會遮擋住它的視線。同時為了避免陽光對觀測的影響,因此“科羅”對同一片天區的最長連續觀測時間只有五個月。
由于可以長時間的監測目標,“開普勒”至少能看到三次軌道周期為一年的行星凌星。這是確認這些嚴格周期性事件所需的最少觀測次數,由此才能排除諸如恒星亮度自身漲落等干擾因素。
同時“開普勒”也會比“科羅”靈敏得多。它的有效直徑為95厘米,是“科羅”的3.5倍。這使得它可以看到大小只有地球一半、和火星差不多大的行星。
一周聯系望遠鏡兩次
來自科羅拉多大學巨石城分校大氣與太空物理學實驗室(LASP)的20名學生和16名專家組成的小組,將在科羅拉多大學研究園的LASP太空技術大樓里操縱開普勒望遠鏡在佛羅里達卡納維拉爾角的發射升空。
LASP任務操作與數據分析主管比爾·波塞爾表示,此科羅拉多大學巨石城分校任務操作小組正在和貝爾公司通力合作。貝爾公司制造了開普勒望遠鏡的主要部件———一個直徑一米大望遠鏡和眾多感光微芯片以及開普勒望遠鏡飛行系統,并對此任務的操作工作提供支持。
一旦開普勒望遠鏡進入狩獵行星的階段,LASP開普勒任務控制小組將一周聯系此望遠鏡兩次,以監視其上面配備的儀器,包括傳感器、電池定位控制系統、電壓和溫度以及負載指令。波塞爾表示,此望遠鏡將受令每月指向地球一次,將數據“傾卸”給美國航天局分布在地球赤道附近的深空監測網,之后,這些數據將被傳送到科羅拉多大學巨石城分校大氣與太空物理學實驗室,此傳輸工作有時會持續36到48個小時。
接著,LASP將這些數據傳送到美國巴爾的摩的太空望遠鏡科學院,之后再由美國航天局的阿姆斯研究中心進行數據的科學分析。
期待“開普勒”的答卷
沒有人知道“開普勒”能發現多少顆和地球相仿的行星,但是發現大量和木星大小的太陽系外行星應該是不在話下的。大約15%%的類太陽恒星會具有類木行星。由于形成木星需要大量的物質,因此博勒基說:“我們認為木星的形成要比地球難得多。”
無論“開普勒”發現了什么,都會使得太陽系外行星探測進入下一個紀元。如果類地行星是普遍存在的,那么未來的計劃將仔細地研究其中是否有氧存在以及其他和生命有關的證據。
NASA和歐洲空間局(ESA)正在分別評估“類地行星發現者”和“達爾文”計劃,它們計劃在2020年前發射用于觀測位于恒星宜居帶中的行星。其中主要的目標是觀測那些穿過行星大氣的光線的光譜,以此來尋找和生命有關的氧和其他化學成分的信號。
這些計劃最終是否能成功完全取決于“開普勒”。如果最終發現類地行星是普遍存在的,那么在未來15年內必定掀起一股仔細研究這些行星的熱潮。但是如果“開普勒”最終發現宜居帶中的類地行星是非常罕見的話,那么在我們的觀測能力所能及的范圍內就可能沒有適合我們研究的目標。而探測更遙遠類地行星的計劃,不但在技術上還存在很大的障礙,而且也需要花很長的時間。
現在歷史至少給了我們一個機會來了解太陽系外類地行星是否是罕見的。自從哥白尼把地球從宇宙的中心拉下來以后,地球在宇宙中的地位“每況愈下”。地球不過是眾多行星中的一顆,而在發現了上百顆圍繞其他恒星的行星之后太陽系也顯現的并不那么特殊。
宇宙中是否普遍存在著大小和特性都和地球類似的行星?“開普勒”將會為我們做出解答。(謝懿譯)
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歐洲的“科羅”外星行星探測器
在“開普勒”空間望遠鏡致力于發現第一顆太陽系外真正的類地行星的時候,也不應該忘了先前的計劃。法國建造的“科羅”外星行星探測器發現了迄今最小的太陽系外行星。
距離我們390光年遠的Exo7b的直徑是地球的兩倍。盡管還不確切知道它的質量和組成,但是它的密度和巖質的類地行星相仿。
它的軌道非常靠近恒星,公轉周期只有20個小時,是已知公轉最快的行星。其表面的溫度超過1000℃,因此無法承載生命,但是在這個系統中還極有可能有其他行星的存在。
得益于細致的設計過程,當然還有一些運氣,“科羅”的表現超出了人們的預計。在“科羅”發回來的數據中還有數百個有趣的信號留待后續的大型地面望遠鏡來觀測研究。
“科羅”的發現支持了地球附近還存在太陽系外類地行星的想法,這對于“開普勒”而言無疑是一個好消息。而“開普勒”也許能夠發現更多其他的地球。
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