尋找外星人家園

□ 易 林

“開普勒”11是有6顆行星的類日恒星，2010年8月26日，開普勒空間望遠鏡同時發(fā)現(xiàn)了該恒星3顆行星

3月26日，美國航宇局在華盛頓召開的美國科學促進會上公布了一幅圖片（見下圖），引起了轟動。圖中的黑點代表目前已發(fā)現(xiàn)的1235顆系外行星，背景則是它們各自繞轉(zhuǎn)的中央恒星，按照大小比例進行排列。而作為對比，圖中第一行右下方孤獨的那個是我們的太陽，如果仔細看，可以看到代表地球和木星的黑色小點。

在全部這些行星中，有54顆可能具備孕育生命的條件，因為它們位于“宜居帶”范圍內(nèi)。所謂“宜居帶”是指某一行星所處的位置，距離其中央母恒星恰到好處，從而允許其表面存在液態(tài)水，以及類地生命的生存。以太陽系為例，“宜居帶”大致位于金星軌道外側，直到火星軌道內(nèi)側，只有地球恰好落在此帶內(nèi)。由于金星距離太近，溫度過高，而火星距離太遠，溫度又太低。

如何調(diào)查10萬行星“戶口”

美國東部時間3月6日，開普勒空間望遠鏡在美國卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。這是世界上首個專門用于搜尋太陽系外類地行星的航天器。美航宇局天體物理部主任喬·莫斯將其稱為“首位行星戶口調(diào)查員”。

開普勒望遠鏡主要研究行星的陰影，其探測行星的原理是：當恒星系統(tǒng)中的行星運行到開普勒與恒星之間時，由于行星的遮擋，開普勒的光度計傳感器接收到的恒星亮度會變?nèi)?。地面科學家可以根據(jù)恒星亮度的周期性微弱變化，推算出行星的大小和軌道周期等數(shù)據(jù)。

開普勒空間望遠鏡有超常的視力，有效直徑是95厘米，從理論上來講，它可以看到只有地球一半大小和火星差不多的行星。開普勒配有9500萬像素的數(shù)碼相機。該望遠鏡將用3年時間觀測位于天鵝座和天琴座之間，10萬顆星星每半個小時的亮度變化，研究行星穿越其恒星面前時產(chǎn)生的“凌日”現(xiàn)象。

圖中的黑點代表目前已發(fā)現(xiàn)的1235顆系外行星，背景則是它們各自繞轉(zhuǎn)的中央恒星，按照大小比例進行排列。而作為對比，圖中第一行右下方孤獨的那個則是我們的太陽

開普勒空間望遠鏡探測到的行星的大小比較

開普勒空間望遠鏡在各區(qū)探測到的行星數(shù)量

開普勒探測行動必須克服諸多技術難關。首先要配備精確度和敏感度都超高的數(shù)字探測器。從太陽系外看，地球在旋轉(zhuǎn)到太陽面前時，只阻擋了太陽光的0.008%，因此開普勒的設計精確度是能探測到小至0.002%的微弱亮度變化，相當于跳蚤跳過車前燈。通過測量行星“凌日”過程中恒星光線的減弱，天文學家可以判定行星的尺寸大小和軌道。將其與其它數(shù)據(jù)相結合，就可計算行星相關的重要數(shù)據(jù)，如質(zhì)量和密度等。

有多少行星值得我們期待

開普勒望遠鏡的觀測天區(qū)僅僅覆蓋整個天空的1/400， 天文學家們將根據(jù)對這一天區(qū)的詳細觀測來推斷全天可觀測到的行星數(shù)量。科學家們估計，每兩顆恒星中就有一顆擁有行星，大約每200顆恒星中就能找到一顆行星位于宜居帶。

并且這還只是最保守的估計，因為很多恒星擁有不止一顆行星。而在這種情況下，開普勒望遠鏡就需要更多的時間去發(fā)現(xiàn)。如果開普勒望遠鏡在1000光年之外對太陽進行觀測，并且發(fā)現(xiàn)了金星從太陽面前經(jīng)過，那么它將只有1/8的機會同時注意到地球。

為了獲取對于銀河系中行星數(shù)量的估計，天文學家們首先要對實際觀測天區(qū)的數(shù)據(jù)進行仔細分析，隨后推廣到整個銀河系中。一直以來，天文學家們認為銀河系中恒星的數(shù)量大約是1000億顆，不過根據(jù)一項去年由耶魯大學進行的研究發(fā)現(xiàn)，實際的數(shù)量可能更接近3000億顆。

美國航宇局的天文學家斯蒂夫·馬倫說：“不管怎樣，看來科普作家卡爾·薩根的那句話是對的，他一直說‘億萬億萬個世界’?！?/p>

而這僅僅只是我們所在的星系，要知道在銀河系之外，還有1000億個其他星系。

開普勒空間望遠鏡能看到的區(qū)域

開普勒空間望遠鏡

開普勒空間望遠鏡主鏡

開普勒空間望遠鏡發(fā)射前在總裝廠房，左側是它的太陽翼