太空獵手“開普勒”的輝煌一生

尼摩

近日，據(jù)美媒報(bào)道，美國(guó)國(guó)家航空航天局（以下簡(jiǎn)稱NASA）宣布，“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡由于燃料耗盡正式退役，這部設(shè)計(jì)壽命3年半的太空望遠(yuǎn)鏡實(shí)際工作了9年多。在服役期間，“開普勒”發(fā)現(xiàn)了2662顆系外行星，超過(guò)了此前人類觀測(cè)到的系外行星的總和。

太空軌道上的“熟練獵手”

據(jù)稱，NASA為了更好地探測(cè)系外行星，尋找人類的第二個(gè)家園，揭開行星演化的奧秘，特意研制和發(fā)射了“開普勒”，它的運(yùn)行軌道是專門挑選的地球拖尾日心軌道。在這條軌道上運(yùn)行的航天器處于地球后方，沒有地球大氣、重力、磁場(chǎng)和輻射的干擾，擁有穩(wěn)定的熱環(huán)境和視野；同時(shí)，也不會(huì)被太陽(yáng)和月球周期性遮擋?！伴_普勒”就在這條車九道上專心致志地探測(cè)系外行星，取得了驚人的發(fā)現(xiàn)。

“開普勒”是NASA發(fā)現(xiàn)級(jí)項(xiàng)目之一，該項(xiàng)目預(yù)算在5億美元以內(nèi)，但由于“開普勒”的意義非凡，其研制費(fèi)用實(shí)際花費(fèi)了6.4億美元，是第2昂貴的發(fā)現(xiàn)級(jí)項(xiàng)目。該望遠(yuǎn)鏡發(fā)射質(zhì)量1039千克，安裝有一部1.4米口徑的大型施密特式望遠(yuǎn)鏡，于2009年5月了日發(fā)射升空后，成為了地外軌道上口徑最大的空間望遠(yuǎn)鏡，它的視野可達(dá)115平方度，具有可見光和近紅外波段觀測(cè)能力。

“開普勒”不僅有一部巨大的望遠(yuǎn)鏡，還配備了9460萬(wàn)像素的CCD陣列，每6.5秒CCD陣列能進(jìn)行一次快速成像，而長(zhǎng)時(shí)間拍照可達(dá)到1765.5秒。另外，該望遠(yuǎn)鏡具有空前的數(shù)據(jù)生成能力，是NASA當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸壓力最大的探測(cè)器。

“開普勒”在發(fā)射后短短幾周就發(fā)現(xiàn)了大批系外行星，從而證明了銀河系內(nèi)的行星要比恒星多很多。

2012年，NASA宣布，“開普勒”將延壽發(fā)揮佘熱，每年運(yùn)行費(fèi)用大約2000萬(wàn)美元。雖然，“開普勒”在2013年還出現(xiàn)了反作用輪故障，但仍然“重傷不下火線”，繼續(xù)帶病工作到如今，燃料徹底耗盡才壽終正寢。

巧用凌日法發(fā)現(xiàn)系外行星

在“開普勒”的一生中，它主要通過(guò)凌日法發(fā)現(xiàn)系外行星。凌日法的原理是當(dāng)系外行星經(jīng)過(guò)中央恒星前面時(shí)，會(huì)短暫遮擋一些光線，導(dǎo)致星光變暗，“開普勒”就能利用這個(gè)特征來(lái)發(fā)現(xiàn)系外行星。由于遙遠(yuǎn)的系外行星凌日帶來(lái)的光度變化很微弱，地球大小的行星也只能造成不到萬(wàn)分之一的下降值，因此“開普勒”必須十分靈敏地探測(cè)到這種微弱的變化。

據(jù)說(shuō)“開普勒”如果用于觀測(cè)地球，可以發(fā)現(xiàn)夜間一戶人家是否關(guān)掉燈光。得益于這樣靈敏的觀測(cè)能力，“開普勒”觀測(cè)到約53萬(wàn)顆恒星，發(fā)現(xiàn)了2662顆系外行星，占人類發(fā)現(xiàn)的系外行星總數(shù)的三分之二還多。其中，該望遠(yuǎn)鏡就發(fā)現(xiàn)了開普勒-62c、開普勒-69e等系外類地行星，還有著名的開普勒-186f和開普勒-452b等位于宜居帶的系外類地。行星，大大豐富了人類對(duì)系外行星的發(fā)解。

如今，雖然“開普勒”退役了，但它的科研生涯還遠(yuǎn)沒有結(jié)束。目前，該望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)中還有2899個(gè)系外行星候選目標(biāo)有待確認(rèn)，隨著科研人員的努力，未來(lái)肯定還會(huì)確認(rèn)出更多的系外行星?！伴_普勒”一路走好，它的后繼者“苔絲”也于2018年4月發(fā)射升空，人類對(duì)系外行星的探測(cè)才剛剛開始。