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数百颗外星行星的帷幕即将拉开

这位艺术家的构想展示了格利泽581系统的内部四颗行星及其宿主恒星,一颗距离地球仅20光年的红矮星。前景中的大行星是格利泽581g,其发现于2010年9月宣布。这颗行星位于恒星适居带的中间,质量只有地球的三到四倍。

到目前为止,天文学家已经探测到近500个遥远的外星世界,其中一个距离其恒星的距离足以维持液态水,甚至可能维持生命。新的进展正在以研究人员无法验证的速度产生更多的行星发现。

这些突破正在彻底改变科学家们现在对这些遥远行星的了解,并可能在未来几十年内找到生命迹象。

天文学家目前只需分析这些系外行星的微弱信号,就可以测量它们的轨道、质量和半径,他们还可以探测到大气层中的某些分子,甚至找到风的证据。

科学家们发现了一个行星动物园——例如,被称为“热木星”的气态巨星,它们比水星和我们的太阳更靠近恒星,或者是围绕脉冲星旋转的古老世界。直到最近,研究人员才发现了一颗与我们太阳系中的一颗行星CoRoT-9b相似的系外行星。

外行星超速尽管调查人员花了大约15年的时间才确认迄今为止已知的近500颗行星的探测结果,但速度有望迅速加快。

美国国家航空航天局的开普勒任务使用航天器调查大量恒星样本,该任务于6月透露,在太空望远镜运行的前43天内,已经探测到750多颗可能的系外行星。

麻省理工学院的行星科学家Sara Seager告诉太空网:“我们正在经历一场范式转变——我们发现了太多的候选者,我们无法验证所有候选者。”“我们不再因为看的东西太少而花那么多时间研究单个物体,现在我们可以一次研究它们的统计数据。”

科学家们现在不仅可以确定存在哪些类型的行星,还可以看到每种类型的行星有多常见,从而为行星形成的奥秘提供线索。西格说:“也许外海王星比外木星更常见。”

对系外行星的研究也带来了新的谜团。众所周知,随着时间的推移,行星会向恒星迁移或远离恒星,但人们对这一过程知之甚少。西格说:“研究人员已经建立了系外行星在恒星周围分布的模型,在它们迁移的模型中,它们与我们观察到的模型根本不匹配。”

是否适合居住’

最近,一颗系外行星卷入了争议——Gliese 581g,这是第一个在其恒星宜居带发现的世界,与地球的情况一样,宜居带对液态水和可能的生命来说既不太热也不太冷。

瑞士日内瓦天文台的天文学家Francesco Pepe发现,问题是,后续研究未能证实这颗行星的存在。

格利泽581g是否真的是一颗行星仍然是个悬而未决的问题。

华盛顿卡内基研究所的天文学家Alan Boss说:“他的结论只是,他们的新分析不能证实Gliese 581g的存在,但也不能排除它的存在。”“在我看来,数据分析的差异解释了这些数据集解释的大部分差异。”

该行星的发现者之一、加州大学圣克鲁斯分校的天文学家史蒂文·沃格特表示,他的团队支持这一行星发现。

当前和即将到来的技术目前用于寻找系外行星的主要技术包括:

径向速度法,寻找由行星围绕地球的轨道引发的恒星朝向或远离地球的速度变化。使用这种方法的天文台包括欧洲南方天文台的HARPS、上普罗旺斯天文台的SOPHIE、凯克天文台的HIRES和加利福尼亚州的一些天文台。

凌日法,每当行星从恒星前方穿过时,就会寻找恒星亮度的下降。使用这种方法的地面天文台包括HATnet和WASP,而天基天文台包括CoRoT和开普勒。

微透镜方法,寻找由恒星引力场引起的光失真。

迄今为止,哈勃太空望远镜和欧洲南方天文台的超大望远镜完成了对系外行星光线的直接成像。

默顿巴黎天文台的天体生物学家Jean Schneider表示,在未来15至25年内,可能会有两代太空任务来更详细地分析系外行星。第一代将采用大型日冕仪,阻挡恒星的直射光,以帮助搜索其周围的巨行星和附近的超级地球,而第二代将采用设备,更好地分析这些系外行星反射的光,揭示它们可能是什么样子,以及它们的大气层或表面可能有什么。Schneider说,一个世纪后,望远镜甚至可能变得足够好,可以探测到系外行星上的生命迹象。西格则更为乐观。她说:“如果地球很常见,那么第一代带有日冕仪的太空望远镜将获得生命的光谱和ID标志。”


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