尋找外星人家園

□ 易 林

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

3月26日，美國(guó)航宇局在華盛頓召開(kāi)的美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)上公布了一幅圖片（見(jiàn)下圖），引起了轟動(dòng)。圖中的黑點(diǎn)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(jìn)行排列。而作為對(duì)比，圖中第一行右下方孤獨(dú)的那個(gè)是我們的太陽(yáng)，如果仔細(xì)看，可以看到代表地球和木星的黑色小點(diǎn)。

在全部這些行星中，有54顆可能具備孕育生命的條件，因?yàn)樗鼈兾挥凇耙司訋А狈秶鷥?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(yáng)系為例，“宜居帶”大致位于金星軌道外側(cè)，直到火星軌道內(nèi)側(cè)，只有地球恰好落在此帶內(nèi)。由于金星距離太近，溫度過(guò)高，而火星距離太遠(yuǎn)，溫度又太低。

如何調(diào)查10萬(wàn)行星“戶口”

美國(guó)東部時(shí)間3月6日，開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡在美國(guó)卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。這是世界上首個(gè)專門(mén)用于搜尋太陽(yáng)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(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡主要研究行星的陰影，其探測(cè)行星的原理是：當(dāng)恒星系統(tǒng)中的行星運(yùn)行到開(kāi)普勒與恒星之間時(shí)，由于行星的遮擋，開(kāi)普勒的光度計(jì)傳感器接收到的恒星亮度會(huì)變?nèi)酢５孛婵茖W(xué)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(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡有超常的視力，有效直徑是95厘米，從理論上來(lái)講，它可以看到只有地球一半大小和火星差不多的行星。開(kāi)普勒配有9500萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)。該望遠(yuǎn)鏡將用3年時(shí)間觀測(cè)位于天鵝座和天琴座之間，10萬(wàn)顆星星每半個(gè)小時(shí)的亮度變化，研究行星穿越其恒星面前時(shí)產(chǎn)生的“凌日”現(xiàn)象。

圖中的黑點(diǎn)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(jìn)行排列。而作為對(duì)比，圖中第一行右下方孤獨(dú)的那個(gè)則是我們的太陽(yáng)

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的行星的大小比較

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡在各區(qū)探測(cè)到的行星數(shù)量

開(kāi)普勒探測(cè)行動(dòng)必須克服諸多技術(shù)難關(guān)。首先要配備精確度和敏感度都超高的數(shù)字探測(cè)器。從太陽(yáng)系外看，地球在旋轉(zhuǎn)到太陽(yáng)面前時(shí)，只阻擋了太陽(yáng)光的0.008%，因此開(kāi)普勒的設(shè)計(jì)精確度是能探測(cè)到小至0.002%的微弱亮度變化，相當(dāng)于跳蚤跳過(guò)車(chē)前燈。通過(guò)測(cè)量行星“凌日”過(guò)程中恒星光線的減弱，天文學(xué)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(jié)合，就可計(jì)算行星相關(guān)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(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)天區(qū)僅僅覆蓋整個(gè)天空的1/400， 天文學(xué)家們將根據(jù)對(duì)這一天區(qū)的詳細(xì)觀測(cè)來(lái)推斷全天可觀測(cè)到的行星數(shù)量。科學(xué)家們估計(jì)，每?jī)深w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(jì)，因?yàn)楹芏嗪阈菗碛胁恢挂活w行星。而在這種情況下，開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡就需要更多的時(shí)間去發(fā)現(xiàn)。如果開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡在1000光年之外對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行觀測(cè)，并且發(fā)現(xiàn)了金星從太陽(yáng)面前經(jīng)過(guò)，那么它將只有1/8的機(jī)會(huì)同時(shí)注意到地球。

為了獲取對(duì)于銀河系中行星數(shù)量的估計(jì)，天文學(xué)家們首先要對(duì)實(shí)際觀測(cè)天區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析，隨后推廣到整個(gè)銀河系中。一直以來(lái)，天文學(xué)家們認(rèn)為銀河系中恒星的數(shù)量大約是1000億顆，不過(guò)根據(jù)一項(xiàng)去年由耶魯大學(xué)進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的數(shù)量可能更接近3000億顆。

美國(guó)航宇局的天文學(xué)家斯蒂夫·馬倫說(shuō)：“不管怎樣，看來(lái)科普作家卡爾·薩根的那句話是對(duì)的，他一直說(shuō)‘億萬(wàn)億萬(wàn)個(gè)世界’。”

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(gè)其他星系。

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡能看到的區(qū)域

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡主鏡

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)射前在總裝廠房，左側(cè)是它的太陽(yáng)翼