美國國家航空航天局23日宣布,一顆1000多光年外的行星可能是迄今為止最像地球的宜居行星。這顆行星由美國開普勒太空望遠鏡發(fā)現(xiàn),命名為開普勒-452b,距離地球1400光年。它的體積比地球大60%,“年齡”60億歲,甚至比太陽還大15億年。開普勒-452b圍繞一顆恒星旋轉,距離剛好處于“宜居帶”中,即表面溫度允許液態(tài)水存在。它的公轉周期為385天,接近地球的公轉周期。科學家們還發(fā)現(xiàn),開普勒-452b圍繞的那顆恒星也與太陽相似。美國航天局說,這是迄今發(fā)現(xiàn)的與地球和太陽“最相近”的行星與恒星組合。
實錄
NASA咋說的
美國宇航局(NASA)7月23日晚12時就開普勒望遠鏡的新發(fā)現(xiàn)舉行新聞發(fā)布會。NASA聲稱:“天文學家發(fā)現(xiàn)迄今最接近‘另一個地球’的系外行星--開普勒-452b.系外行星--開普勒-452b 比地球大概大60%,距離地球1400光年,位于天鵝座。因為比地球大概大60%,所以開普勒-452b 應該會歸入‘超級地球’這一類的系外行星,因為位于宜居帶,位置適中,因此允許液態(tài)水在它的表面存在。
”在去年和今年1月份,我們也曾公布過類似‘最接近另一個地球’的消息,但那些系外行星圍繞運行的恒星都是質量很小、溫度也比較低的紅矮星,而這次的開普勒-452b圍繞運行的則是一顆與太陽相似的恒星。這也使得開普勒-452b成為到目前為止最接近‘另一個地球’的系外行星。簡單來說,這是我們發(fā)現(xiàn)的第一顆圍繞一個與太陽相似的恒星運行,且位于宜居帶內的類地行星。
“由于開普勒望遠鏡采用的是凌星法,只能測定出其直徑大小而無法判斷質量,因此在缺乏密度數(shù)據(jù)的情況下我們還無法判斷開普勒-452b是否是一顆巖石行星。但盡管如此,這仍然是我們朝著尋找‘另一個地球’邁出的重要一步。開普勒-452b上的一年大約385天,和地球上的365天很接近。
”因此,謹慎地說,在當前我們不能說它就是‘另外一個地球’或不是‘另外一個地球',而只能說是’迄今最接近另外一個地球‘的系外行星。“
探索
如何讓”外星人“來找咱
美國國家航空航天局23日宣布,發(fā)現(xiàn)太陽系外行星開普勒-452b,是迄今發(fā)現(xiàn)最接近地球的行星,很可能是”另一個地球“.
但是,迄今發(fā)現(xiàn)的可能適宜生命存在的星球距離地球數(shù)十、數(shù)百乃至上千光年。以我們現(xiàn)在的科學技術水平,不可能前去探訪。
不過,讓我們換一種思路。如果真有高等智慧的外星生命存在,不妨請他們來地球坐坐。
那么,怎么才能在渺渺宇宙中讓地球被”相中“呢?除了派出攜帶來自地球問候的探測器,還有其他方法。
2009年,美國國家航空航天局就曾利用”深度沖擊“太空探測器,以地外生命視角從遙遠距離觀測地球。
研究人員發(fā)布的一份研究報告顯示,利用鏡面反射原理,其他行星的”天文學家“可以借助地球洋面對光的反射,發(fā)現(xiàn)我們這顆藍色”水球“.
航天局艾姆斯研究中心研究員泰勒·魯賓遜說,研究人員重新分析月球火山觀測感應衛(wèi)星5年前收集的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)從月球表面觀測”月牙“狀態(tài)下的地球時,可以觀測到地球洋面反射的光線。研究人員把這種現(xiàn)象命名為”地球閃爍“.
得益于洋面反射,處在”月牙“狀態(tài)下的地球亮度是平時的兩倍。如果其他星球的”天文學家“這一時期在太陽系外觀測,明顯的”地球閃爍“就是我們這顆星球存在生命的重要標志。
其實,長期以來,研究人員一直在探索能否觀測到其他行星的”閃爍“.而這項新研究啟示我們,要觀測”閃爍“,關鍵在于選擇適當波長的光,這也為今后研制天文觀測望遠鏡提供了新思路。
魯賓遜說,除了利用鏡面反射確定水的存在,臭氧也是生命存在的重要標志之一。由于臭氧在紫外線中容易被觀測,所以可以作為一種”生物指示器“.
”臭氧是生命存在的重要潛在指示,在觀測地球的紫外線時極易發(fā)現(xiàn)。所以,今后研制的望遠鏡可以(著重)觀測紫外線,這是最容易探測到這一生物指示氣體的地方。“他說。
地球的臭氧層能夠吸收太陽輻射中的大部分有害紫外線,使地球生物免遭傷害,如同地球保護傘。來自其他星球的”天文學家“探測到大氣層臭氧,就能找到我們這顆宜居行星。
解析
做”地球堂兄“需要啥條件
”系外行星,尤其是大小與地球接近的小型系外行星,僅僅在21年前還仍然屬于科幻的范疇。但在今天,我們已經發(fā)現(xiàn)了數(shù)以千計的系外行星,天文學家們已經接近幾千年來我們所夢想的目標:發(fā)現(xiàn)另外一個地球。“針對NASA昨天的這一聲明,北京大學地球與空間科學學院教授焦維新認為,如果NASA真的發(fā)現(xiàn)了一個”新的地球“,從太陽系外類地行星的探測角度講,它一定要至少滿足三個條件。
為了滿足”維持生命存在“的要求,首先是位置,這個行星是否位于恒星系中的”適居區(qū)“--地球就處于太陽系的適居區(qū),距離太陽不太遠也不太近,使地球上能夠維持液態(tài)水的存在。二是大小和質量,以前發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)新行星都是所謂的”超級地球“,比地球大幾倍,連類地行星都比較少,而與地球大小、質量相近的就更少了。三是要通過光譜測量可以判斷出該行星外有無大氣層,通過紅外光譜分析判斷出行星上有沒有水--在以前的觀測中這方面的進展不是很大。
焦維新教授告訴北京青年報記者,近幾十年來,人類在茫茫太空中尋找”新地球“的腳步從未停止過,這方面地面太空望遠鏡做了很多工作,也有大量發(fā)現(xiàn),但在太空中專門用于搜尋系外行星的,目前只有開普勒太空望遠鏡。開普勒太空望遠鏡的觀測數(shù)據(jù)和結果是對外公開的,其在宇宙漫游的過程中是不斷公布觀測結果的,世界各地的科學家都可以共享。焦維新教授近期所著的兩本書就引用了不少來自它的數(shù)據(jù)。
2013年5月,開普勒太空望遠鏡由于反應輪故障,無法設定望遠鏡方向后,當年8月,NASA曾一度表示無法修復它,因此被迫停止其搜尋系外行星任務。但據(jù)焦維新教授所知,其后來又恢復了工作,于2014年5月開始了新的觀測階段。”此次發(fā)現(xiàn)應該來自恢復工作后的數(shù)據(jù)。“他說。 本版文/本報記者 雷嘉(除署名外)
對比
天文觀測與空間探測有啥不同
關于此次NASA的重大發(fā)現(xiàn),航天專家、《國際太空》雜志執(zhí)行總編龐之浩研究員告訴北青報記者,開普勒太空望遠鏡執(zhí)行的是”天文觀測“的任務,要判斷其發(fā)現(xiàn)的價值和準確性,首先要搞懂天文觀測與空間探測的異同。
二者都是對地球外、太陽系外宇宙的觀測和探索。但天文觀測是通過天文望遠鏡觀測天體,而空間探測是以探空火箭、人造地球衛(wèi)星、人造行星和宇宙飛船等飛行器為主,與地面觀測臺站網(wǎng)、氣球相配合構成完整的空間探測體系。開普勒太空望遠鏡執(zhí)行的是天文觀測的任務,相對于”普查“,其作用對人類很重要,但由于距離被測對象較遠,屬于”大概判斷“,其準確性比空間探測要弱得多。
最典型的例子是最近的”新地平線“走近冥王星,美國人研制的世界第一個冥王星探測器”新地平線“經過約9年的長途跋涉才接近冥王星,其用可見光和近紅外相機拍攝的最為清晰的冥王星和卡戎”特寫“,能分辨出冥王星上60米的地貌。而此前通過天文觀測的方式,即”哈勃“空間望遠鏡拍攝的冥王星圖像的最高分辨率只有500千米左右。在判斷”是否能維持生命“方面,龐之浩研究員認為,目前連空間探測都能力有限。以火星探測為例,美國從20世紀50年代開始相繼向火星派出探測器、著陸器,也發(fā)現(xiàn)了很多證明火星上有生命的證據(jù),但至今仍然不能完全確定火星上是否有生命,要等到2020年執(zhí)行采樣返回才能確認。
科普
開普勒太空望遠鏡干啥使
開普勒太空望遠鏡是美國國家航空航天局設計用來發(fā)現(xiàn)環(huán)繞著其他恒星之類地行星的太空望遠鏡,也是世界首個用于探測太陽系外類地行星的飛行器。它的任務就是回答人類長久以來的疑問:我們在宇宙中是孤獨的嗎?
開普勒太空望遠鏡于美國東部時間2009年3月6日發(fā)射升空。在為期至少3年半的任務期內,它對天鵝座和天琴座中大約10萬個恒星系統(tǒng)展開觀測,以尋找類地行星和生命存在的跡象。NASA公布的資料顯示,它攜帶的光度計裝備有直徑為95厘米的透鏡,將通過觀測行星的”凌日“現(xiàn)象搜尋太陽系外類地行星。除了揭示一顆行星的存在外,這種光信號也能告訴科學家這顆行星的體積以及運行軌道。在此之后,科學家將利用其他測量手段,來確定所發(fā)現(xiàn)的每一顆行星是否位于適于生命居住的區(qū)域,即”適居區(qū)“,或者說測量這顆行星與其所繞恒星之間的距離,以確定其表面是否存在液態(tài)水。
以凌日的方法檢測行星的技術已經被科學家采用了大約十年,并幫助天文學家發(fā)現(xiàn)了300多顆較大的行星。而開普勒太空望遠鏡的目標是更小的行星,即像地球一般大的宜居住行星,它們都圍繞其母恒星運轉。
從發(fā)射升空至今,開普勒太空望遠鏡相繼發(fā)現(xiàn)了首顆系外行星、質量和直徑都最小的系外行星、首個6行星系統(tǒng)、首個圍繞兩個恒星運行的行星,以及位于宜居帶中,圍繞一顆類太陽恒星運行的最小行星,等等。
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