晨 風(fēng)

據(jù)美國國家地理網(wǎng)站報(bào)道，根據(jù)在線系外行星研究網(wǎng)站“Encyclopaedia”的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，目前人類發(fā)現(xiàn)的系外行星總數(shù)已經(jīng)超過1000顆。

在僅僅經(jīng)過了20年的搜尋之后，隨著本周“英國廣角行星搜尋計(jì)劃”（WASP）宣布新發(fā)現(xiàn)11顆系外行星的消息公布，人們終于迎來發(fā)現(xiàn)超過1000顆系外行星的重要里程碑。

現(xiàn)在，圍繞其他遙遠(yuǎn)恒星運(yùn)行的已知行星數(shù)量已經(jīng)上升到1010顆，我們另外還有數(shù)以千計(jì)的候選目標(biāo)正在等待進(jìn)一步的確認(rèn)，而在我們的銀河系中，還有數(shù)以十億計(jì)的系外行星仍然尚未被發(fā)現(xiàn)。

波多黎各大學(xué)行星宜居實(shí)驗(yàn)室的天文學(xué)家阿貝爾·門德斯（Abel Mendez）表示：“考慮到系外行星的整體數(shù)量，在21年時(shí)間里找到1000顆系外行星的確是冰山一角?！辈贿^他也承認(rèn)，不管如何，對于科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域來說，這都是一項(xiàng)了不起的成就。

通往1000顆行星之路

1992年，科學(xué)家們首次發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星的存在，這是一顆圍繞一個(gè)脈沖星PSR1257+12運(yùn)行的行星，距離地球約2000光年。就在3年之后，天文學(xué)家們又觀測到一顆圍繞其他恒星運(yùn)行的系外行星。這是一顆氣態(tài)巨行星，但其圍繞運(yùn)行的軌道距離比水星到太陽還要近。還有一點(diǎn)，它距離地球也很近，它位于飛馬座51星近旁，距離地球僅有50光年。

自那以后，發(fā)現(xiàn)的步伐開始大大加速，這主要是由于非直接觀測技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)的原理是不直接對行星進(jìn)行觀測，而是觀察這些行星對其母恒星產(chǎn)生的影響和效應(yīng)，從而反推其存在以及一些性質(zhì)參數(shù)。

其中最成功的兩項(xiàng)技術(shù)分別是測量由于行星引力引發(fā)的恒星晃動(dòng)，即徑向速度法，以及由于行星體從恒星前方經(jīng)過，遮擋部分星光導(dǎo)致的恒星亮度短暫下降，即所謂“凌星法”。利用這些方法，系外行星發(fā)現(xiàn)的速度從原先的每年3顆左右一下子躥升至每年50～100顆左右。

今年夏季失效的美國宇航局開普勒空間望遠(yuǎn)鏡在其運(yùn)行期間確認(rèn)了156顆系外行星，另外其數(shù)據(jù)中還有超過3000顆目標(biāo)正在等待進(jìn)一步確認(rèn)。

門德斯表示：“這還只是系外行星發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的開端。在未來數(shù)年內(nèi)，系外行星發(fā)現(xiàn)的數(shù)目還將繼續(xù)保持突飛猛進(jìn)。”

在所有發(fā)現(xiàn)的系外行星中，有很多非常怪異的案例，仿佛科幻小說中的場景一般。其中有天空中有兩顆太陽的世界，圍繞死亡恒星運(yùn)行的世界，甚至還發(fā)現(xiàn)了很多很可能和地球非常接近的巖石質(zhì)行星體。

尋找地球2.0

然而，這一尋找的歷程還有著它更崇高的目的，那就是找到第二顆地球——一顆大小相似，溫度適中，足以支持液態(tài)水在其地表環(huán)境下存在，甚至有可能支持生命存活環(huán)境的星球。

杰米·馬修（Jaymie Matthews）是加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的一名天文學(xué)家，他相信另外一顆地球的發(fā)現(xiàn)就隱藏于現(xiàn)有的開普勒望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)之中。他說：“在目前的階段，我們很可能已經(jīng)非常接近于發(fā)現(xiàn)一個(gè)類地行星世界，我們所要做的可能只是在現(xiàn)在已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)中進(jìn)行搜尋，并使用地面望遠(yuǎn)鏡開展進(jìn)一步的跟蹤觀測?！?/p>

根據(jù)最新的開普勒望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)進(jìn)行的測算，科學(xué)家們認(rèn)為銀河系中存在有數(shù)千億顆行星。在這些行星之中，最多可能有170億顆可能是巖石行星，并且其表面環(huán)境適合液態(tài)水的存在。

接下來要做的，應(yīng)當(dāng)就是利用改進(jìn)之后更加先進(jìn)的探測技術(shù)，集中對其他恒星周圍的宜居帶開展觀測工作。

美國宇航局的TESS（系外行星凌星巡天）項(xiàng)目，按計(jì)劃將于2017年發(fā)射升空，屆時(shí)它將取代開普勒，繼續(xù)開展這方面的工作。馬修表示：“這一系外行星探測項(xiàng)目，配合新一代的詹姆斯-韋伯空間望遠(yuǎn)鏡，將不但能夠找到那些更小的系外行星，距離母恒星更遠(yuǎn)的系外行星，甚至還將有可能觀測到其中一些系外行星是否擁有衛(wèi)星?！?/p>

結(jié)合通過徑向速度法以及凌星觀測法獲得的資料，天文學(xué)家可以判斷系外行星的大氣成分，判斷其大氣中是否含有氧氣和甲烷。這兩種氣體都被認(rèn)為與生命跡象有關(guān)。馬修表示：“導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆在電影中所設(shè)想的一些宜居衛(wèi)星，如潘多拉星球，未來將很有可能走出好萊塢的大屏幕而進(jìn)入真實(shí)世界?！?/p>

系外行星研究的黃金時(shí)期？

對于像威廉·威爾什（William Welsh）這樣的系外行星研究者而言，現(xiàn)在新行星的發(fā)現(xiàn)速度是令人吃驚的，這或許的確代表了系外行星研究黃金時(shí)代的開端。

威爾什是一位在圣迭戈州立大學(xué)任職的天文學(xué)家，也是開普勒望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目組成員。他說：“很顯然，目前我們還只是觸摸到了表面。我打賭我們將在比達(dá)到1000顆的數(shù)量短得多的時(shí)間內(nèi)達(dá)到1萬顆的目標(biāo)?！彼硎?，找到和地球相似的，可以支持生命生存的系外行星，以及發(fā)現(xiàn)系外“衛(wèi)星”，這些發(fā)現(xiàn)都將是歷史性的。

對于很多系外行星研究者而言，確定那些遙遠(yuǎn)行星和它們衛(wèi)星的大氣成分將是向著夢想邁出的一大步。而這個(gè)夢想，對于威爾什來說，便是找到一顆類地行星，并且在其大氣中檢測到生命可能存在的信號(hào)。

他說：“從某種角度來說，這一周具有重要意義，是人類歷史上的一個(gè)里程碑。在廣袤的宇宙之海中，我們找到一些小島。它們中的大部分都太過崎嶇，無法讓我們的小船靠岸，但我們?nèi)栽趫?zhí)著尋找那個(gè)將會(huì)接納我們，讓我們留下來的小島?！?/p>