715顆新行星是如何一下子被發現的?

 在2月26日召開的一場新聞發布會上,參與開普勒項目的天文學家宣布了一系列堪稱重大的新發現:

  - 他們在300顆恒星周圍,確認了715顆新的外星行星。

  - 這些行星中有95%個頭比海王星小。

  - 大約100顆新行星,大小與地球相當!

  - 有4顆新行星,位于各自恒星的宜居帶內。

  - 和我們的太陽系一樣,同一個恒星系統中的多顆行星,差不多都在同一平面繞恒星公轉。

  這一新發現確實相當重大,下面我們就來逐條解讀它們。

  首先,開普勒空間望遠鏡是設計用來監測恒星亮度細微變化的。如果有行星剛好從恒星和我們之間經過,它就會遮擋一部分星光,恒星的亮度就會在短時間內稍稍變暗一些。這種方法被稱為凌星法,已經在太陽系外行星的發現方面取得了極大的成功。

  然而,問題在于,這種方法觀測到的只是恒星亮度的變化,有可能是一顆行星從恒星前方經過,但也可能是其他現象的結果,比方說這顆恒星本身亮度就會變化。

  正因為如此,開普勒望遠鏡看到類似的信號時,天文學家只會說找到了一個候選者,而不會宣布發現了一顆外星行星——除非有別的方法能夠證實它。到目前為止,天文學家已經在開普勒項目的數據中找到了2500多個候選者,但迅速證實它們就是行星是很難的,這已經成為了開普勒項目的一道瓶頸。

  現在,天文學家耍了一個聰明的小技巧:專門去尋找看起來像是有多顆行星繞著單顆恒星公轉的系統。#p#分頁標題#e#

  為什么呢?因為如果這些候選者都是.誤報”的話,看上去恰好像是多行星系統的巧合應該不會出現太多次——上千個候選者里,能夠出現幾次巧合就不得了了。

  結果,他們發現了好幾百個由多顆行星構成的恒星系統,然后他們就能夠從樣本中消除那些誤報,留下了800多顆被確證為是外星行星!當然,其中有715顆是此次新發現的。

  那些行星的大小,通過測量它們遮擋了多少星光,就可以直接測定出來。行星越大,遮擋星光時造成恒星變暗的幅度也就越大。如果恒星本身的大小已知(通過研究恒星可以測定),天文學家就能確定發現的行星的直徑。

  在這次宣布發現的行星之中,大多數都比海王星更小(海王星的直徑約為地球的4倍)。相比之下,以前發現的大多數行星,個頭都更像是木星(地球直徑的10倍左右)。

  而在新發現的這些行星中,有數量驚人的106顆直徑不到地球的1.25倍!在此之前,開普勒項目只發現過16顆這樣的行星,而我們總共已知的也只有20顆(包括其他望遠鏡發現的外星行星)。此次發現使得已知的地球大小的行星數量,一下子猛增到了原來已知數量的6倍!

  比較吸引眼球的一點是,此次新發現的行星里,有4顆處在合適的位置,允許液態水在表面上流淌。恒星周圍的這一區域,通常被稱為宜居帶。不過,這只是一個粗略的估計,取決于許多因素,而且邊界也非常模糊。

  理論上說,太陽的宜居帶大致可以從金星延伸到火星,但是我們知道木衛二(Europa)和土衛二(Enceladus)厚厚的冰層之下,就存在著大量的液態水。所以,宜居帶這件事也不可盡信。事實上,液態水(以及以此存活下來的生命)可能出現的范圍,大概比傳統的估計還要寬泛得多。#p#分頁標題#e#

  這4顆位于各自恒星宜居帶內的行星,個頭都比地球稍大,直徑介于地球的1.8到2.5倍之間。除此之外,我們對它們幾乎一無所知。

  不過比地球更大,并不意味著它們就不像是地球。行星表面的重力,不只是取決于行星的大小,更取決于它的質量。所以,密度更低但個頭更大的行星,一樣可能擁有非常類似于地球的各種環境。不管怎么說,這些行星的情況,我們完全無從推測。

  最后一條有趣的發現就是,圍繞每一顆恒星公轉的多顆行星,往往都處在同一個平面上,這跟我們太陽系里的行星非常相似。從側面看,我們的太陽系構成了一個薄盤,這次發現的其他恒星系統也同樣如此。這表明,那些恒星系統的形成過程,跟我們的太陽系是一樣的。

  把這些信息整合在一起,是相當驚人,令人非常激動的。多年來,我們已經掌握了證據,表明恒星擁有行星是普遍現象,銀河系里的行星數量可能超過恒星。

  最新的這些結果支持了這一點,還表明多行星系統也是普遍現象。不僅如此,地球大小的行星同樣普遍存在,類似地球的行星的數量也可能極為巨大。僅在我們的銀河系內,可能就有數十億顆地球這樣的行星。數十億!

  要知道,1990年的時候,我們還不知道有任何一顆行星繞著另外一顆恒星旋轉。一顆都不知道。幾年之后,第一顆外星行星被人發現,而現在,我們已經確認存在的外星行星數量已經超過了1700顆!

  需要提一句的是,最新的這些結果,只是從開普勒望遠鏡運行頭兩年收集中的數據中分析得來的。將這一新技術應用到全部4年采集的數據,肯定會有新的行星寶藏被我們發現。#p#分頁標題#e#

  銀河系,乃至整個宇宙中,必須潛藏著數之不盡的行星,等待著我們去發現。新的技術證明,我們能夠找到它們,而且效率更甚于以往。我們會建造更好的望遠鏡,更好的探測器,找到更新的方法,來更快更好地找到那些行星。我們確實生活在最好的時代,可以讓我們的學識擴展得越來越遠。

  715顆新行星是如何一下子被發現的?
此次宣布發現的外星行星數量,幾乎使我們已知的行星數量翻了一倍

  715顆新行星是如何一下子被發現的?

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