蒂姆·克羅斯
數(shù)十年來,科幻作家一直在虛構(gòu)外星球。其他恒星應(yīng)該有自己的行星是個(gè)很合理的推測。但直到1992年,才有了此類行星確實(shí)存在的科學(xué)證據(jù),當(dāng)時(shí),在一顆名為psr b1257 + 12的脈沖星周圍發(fā)現(xiàn)了兩顆此類行星。此后陸續(xù)有此類行星被發(fā)現(xiàn)。如今,此類發(fā)現(xiàn)更是不斷涌現(xiàn)。通過地面望遠(yuǎn)鏡與行星探測衛(wèi)星(特別是2009年發(fā)射的一顆名為開普勒的衛(wèi)星)相結(jié)合,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3500顆此類行星。與科幻小說中的描述不同的是,非常類似地球的行星是少數(shù)。很多行星與木星一樣,是氣態(tài)巨行星,此種行星對自身宿主恒星的引力使它們很容易被發(fā)現(xiàn)。還有些行星圍繞暗星或超亮星旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)太熱或太冷,不適合生命生存,且?guī)缀跛行行嵌迹ň嚯x地球)太過遙遠(yuǎn)。開普勒號衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了大多數(shù)類地行星,其探測范圍覆蓋了約1/400的天球空間。
不過,從2017年起,情況將發(fā)生改變。2017年12月,開普勒號的繼任者——Tess(意為過境系外行星勘測衛(wèi)星)將發(fā)射進(jìn)入軌道。Tess被設(shè)計(jì)用于探測整個(gè)天空,尋找對人類最具意義的那些系外行星——那些體積?。ㄅc地球一樣)、多巖石(與地球一樣)且(距離地球)相對較近的系外行星。
按照計(jì)劃,Tess將運(yùn)行兩年,在此期間,它將掃描附近成千上萬顆恒星。其實(shí),開普勒號已經(jīng)收集了許多關(guān)于行星在星系中常見的統(tǒng)計(jì)信息,足夠天文學(xué)家對Tess可能找到多少顆類地行星做出合理猜測。假設(shè)地球周圍的星系空間屬于平均水平,Tess應(yīng)該總共會(huì)發(fā)現(xiàn)約3000顆行星,約500顆行星的半徑應(yīng)該最大到地球的兩倍;可能有幾十顆行星的軌道位于“可居住區(qū)”內(nèi),即其表面可能存在液態(tài)水。
開普勒號發(fā)現(xiàn)的行星都太過遙遠(yuǎn),科學(xué)家們很難了解它們,只能獲悉它們的大致尺寸以及軌道長度。Tess探測到的行星將(距離地球)近得多,從而更容易細(xì)致觀察。新一代巨型望遠(yuǎn)鏡,包括目前正在智利建造的歐洲超大望遠(yuǎn)鏡,以及將于2018年推出的哈勃望遠(yuǎn)鏡的繼任者——詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡,應(yīng)該能提供有趣的細(xì)節(jié)。
通過聚焦穿過行星大氣層的星光,科學(xué)家希望了解外星空氣的化學(xué)成分,包括任何可能是生命跡象的化學(xué)物質(zhì)(比如游離氧或大量甲烷)的存在。如果行星足夠近,天文學(xué)家可能可以直接拍攝照片,通過計(jì)算機(jī)建模,甚至可能推斷出基本的地理特征,如行星表面的液體或固體比例。用遙遠(yuǎn)空間探測器拍攝的地球圖片對該技術(shù)進(jìn)行的試驗(yàn)表明此技術(shù)大有前景。
最根本的問題是,人類是否有朝一日能向附近的系外行星發(fā)送探測器。2016年8月,科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了一顆圍繞比鄰星旋轉(zhuǎn)的類地行星,比鄰星是距太陽最近的恒星,兩者相距4.25光年。俄羅斯億萬富翁、物理學(xué)家尤里·米爾納已與英國理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金合作,計(jì)劃打造能用約20年時(shí)間飛到比鄰星的小型激光推進(jìn)式探測器。他們能否成功遠(yuǎn)未可知。但是,在此期間,Tess應(yīng)該能為他們提供一份全面的(探測)目標(biāo)清單??苹眯≌f中的情節(jié)即將離我們更近一點(diǎn)點(diǎn)。
(翻譯:熊靜,審譯:康娟)