新聞 大陸新聞
“續命”五年終離別 它無愧於“行星獵手”的稱號
華夏經緯網   2018-11-08 10:58:47   
字號:
近期熱詞
深港通  洪秀柱  樸槿惠  復興航空  菲德爾卡斯特羅  特朗普  “東方之星”長江傾覆  控煙  

  “續命”五年終離別 它無愧於“行星獵手”的稱號

  如果說悲劇會“引發觀眾對劇中人的憐憫,以及對命運無常的體會”,那麼開普勒空間望遠鏡的謝幕算不上悲劇,只是圓滿多過悲傷的離別。

  10月30日,美國國家航空航太局(NASA)宣佈,該機構的“行星獵手”——開普勒空間望遠鏡“光榮退休”。

  出師大捷

  發現銀河系中普遍存在超級地球

  2010年元旦剛過,美國華盛頓特區春寒料峭。來自全國各地的天文工作者、公眾,以及記者們齊聚在這裡,等待NASA科學家比爾·博魯茨基(Bill Borucki)作關於開普勒空間望遠鏡觀測進展的報告。

  開普勒空間望遠鏡于2009年3月升空。而比爾·博魯茨基算是它的“爸爸”。他在這次報告中提到,利用前43天的高精度觀測數據,剛升空9個月的開普勒空間望遠鏡共發現了5顆係外行星,它們基本都是熱木星。這不能不說是一個良好的開端。然而,這已經不是第一次發現熱木星了,帶給公眾和科學界的震撼遠不如預期。

  開普勒空間望遠鏡並沒有讓大家失落很久。6個月之後,開普勒空間望遠鏡宣佈發現了第一個係外多行星系統——Kepler-9。更為神奇的是,行星Kepler-9b和Kepler-9c的軌道週期比接近2:1,接近一種被稱為“共振”的軌道構型。在這種構型下,兩顆行星相互作用強烈,其軌道週期變化可以高達一天。通過分析這種軌道週期變化,哈佛大學的天體物理學家馬特·赫蒙(Matt Holman)推算出了Kepler-9b和Kepler-9c的行星品質。用馬特·赫蒙的原話說就是後來所有通過週期變化分析行星品質的研究,都是按照這篇文章的思路來開展的。

  NASA在2011年宣佈發現的Kepler-11更是一個里程碑式的發現。Kepler-11有6顆行星,其中5顆行星都位於太陽系水星軌道以內。要知道,太陽系水星軌道以內可是什麼都沒有。更為神奇的是,這6顆行星的大小,都基本介於地球和海王星之間。這類行星被稱為超級地球,或者迷你海王星。

  開普勒空間望遠鏡有很多令人驚異的發現,而其中最令人驚異的莫過於發現Kepler-11這類超級地球在銀河系中是一種非常普遍的存在,30%—50%的甯P周圍,都有超級地球的存在。然而我們太陽系並沒有這種天體,太陽系堥S有任何天體比地球大,同時比天王星小。

  生死涅槃

  靠太陽光壓“續命”創造新輝煌

  開普勒空間望遠鏡的巨大成功,讓人們期待它有更多產出。

  然而,命運無常。2013年5月,開普勒空間望遠鏡在運行了四年半之後,兩個動力輪連續失效,僅靠剩餘的兩個動力輪已無法完成係外行星探測所需的高精度觀測。這就是小學就學到的三點更穩定的知識在現實中殘酷的應用。

  這該怎麼辦?

  成功如開普勒空間望遠鏡的空間項目,即便是就此退役,也是一個時代的榮光。然而航太工程師道格·維墨爾(Doug Wiemer)把這個雖敗猶榮的悲情事故寫成了挽狂瀾于既倒、扶大廈之將傾的傳奇故事。

  道格·維墨爾提出,我們可以讓開普勒空間望遠鏡的太陽帆板始終對著太陽,利用太陽對帆板的輻射光壓充當一個動力輪,和另兩個還在工作的動力輪一起來保持觀測平臺穩定,進而對背對太陽的黃道12宮繼續進行高精度的係外行星探測。

  這個聽起來相當科幻的想法,最終將一個近乎終結的項目,推向了新的輝煌。

  經過維修重新投入工作的望遠鏡約每3個月變換一次視野,人們將這一階段的觀測任務稱為K2任務。而K2任務後來所做到的,並不僅僅是多發現了幾百顆係外行星這麼簡單。它幹了一部分開普勒空間望遠鏡之前恰好不能幹的活,又搶先幹了一部分今年4月發射的淩日係外行星勘探衛星(TESS)想幹的活。

  通過淩星法對係外行星的搜索可以分成兩類。一類是以開普勒空間望遠鏡為代表的深場(Deep Field)搜索,也就是盯著天空一塊不大的區域看很多年。這類搜索的好處是,可以發現很多長週期的行星,可以探測到非常小的行星,還可以通過研究軌道週期變化,測量行星品質。但這類搜索的缺點是,由於全天亮星有限,分佈稀疏,如果只盯著一個地方看,發現的東西大多數都很暗淡,很難利用地面現有望遠鏡進行後續研究。這也是為什麼我們對那些奇怪的超級地球所知甚少的原因。

  另一類是以TESS為代表的廣場(Wide Field)搜索。與深場搜索相反的是,這類搜索對全天進行大面積觀測,但是每一個區域並不會觀測很長時間。這類觀測的好處是會發現很多亮星周圍的係外行星,可以對其進行深入的後續觀測研究。這類觀測也有弊端——由於只在一個區域內停留較短的時間,所以很難進行需要長時間觀測的研究。

  K2任務是一個深場和廣場的結合。由於K2任務需要不停變化指向,其觀測天區面積是開普勒空間望遠鏡之前觀測天區的十幾倍,這讓我們在TESS上天之前就觀測到了很多圍繞亮星的係外行星。我們可以很好地研究這些行星的品質、組成、形成與演化。而K2在同一片天空的觀測時長又是TESS的3倍,能找到很多TESS找不到的長週期行星。

  偉大遺產

  拓寬人類認識行星的視野

  在K2任務期間,開普勒空間望遠鏡的表現一如既往地優秀,使其觀測的甯P總數增加到超過50萬顆,發現並確認一系列新的係外行星。如果K2任務代表著過去五年係外行星研究的皇冠,那麼WASP-47b就是這顆皇冠上最閃耀的明珠。

  WASP-47b是由地面望遠鏡發現的熱木星,又正好落于K2任務的天區之中。K2任務觀測發現這顆熱木星附近還有兩顆較小的行星。這一觀測結果直接改變了近10年來人們對熱木星形成演化的主流理解——熱木星並沒有我們想像的那麼孤單。如果沒有K2任務,我們恐怕得等到2019年,才可能由TESS完成這個發現。從這個角度看,K2任務讓我們對係外行星的理解,提前了至少5年。

  在凝望星空的9年時間堙A開普勒空間望遠鏡共確認了2662顆行星(截至2018年10月24日),此外還發現了近2900顆待確認的行星。“行星獵手”的稱號實至名歸。開普勒空間望遠鏡拓寬了我們認識行星的視野,也帶給我們更多思考——在銀河系中普遍存在的超級地球到底是種什麼行星?它們有濃密的大氣,還是像地球一樣由岩石構成?對這些問題我們知之甚少,留待開普勒的繼任者們去求解。

  (作者係耶魯大學天文係博士後)


來源:科技日報

 

責任編輯:徐亞旻

共1頁
  網友評論 更多評論>>>
  網友: 口令:   
 
 
 
  已有( ) 條評論 剩餘 字 驗證碼:    
 
相關文章
   
·中國航太科工簽約500多項目金額424億元
·中國航太新一代運載火箭家族首次集體亮相
·中國國產客機C919多地試飛 ARJ21市場化穩步推進
·中國載人航太重器:長征九號、新一代載人火箭搶鏡
·中國航太科工集中展示新一代全域攻防裝備體系
·中國航太科技集團簽約32項逾450億元
·中國航太科工與吉利簽約開展高速飛行列車等合作
·中國航太科技集團與11個國家和地區企業簽署近50億元人民幣採購合同或協議
·航太科工集團40余型新裝備首次亮相中國航展
·國內最大商業航太測運控服務平臺亮相航展
·新一代載人運載火箭載人飛船研製已取得階段性成果
·中國將於2020年左右實施首次火星探測任務
·中國國家航太局:致力推進人類航空航太事業共同進步
·航空學會秘書長:中國距世界頭號航空強國尚有差距
熱門點擊
  更多
據美國約翰斯·霍普金斯大學實時數據,截至北京時間27日8時23分,全球新冠確診
美國約翰斯·霍普金斯大學數據顯示,截至北京時間9月11日8時28分許,全球新冠
精彩時評
 
·“我就退家長群怎麼了”,教師責任本不該轉嫁給家長
·法官脅迫“黑老大”認罪被停職,冤不冤?
·13歲女生遭網路霸淩 保護未成年人不分線上線下
·江德斌:區長直播帶貨,豈能讓家長衝KPI
·熊丙奇:徹查冒名頂替上大學,剷除冒名運作
·媒體談“家長群”:與孩子成長沒有必然聯繫
·別讓“網紅景點”成為一個貶義詞
新聞推薦
  更多
·旅遊觀迭代 “慢生活”度假遊受青睞
·賣的是水還是瓶子?飲用水包裝比水貴引質疑
·電影院等娛樂場所何時開放?多地近期答覆
·亞太國家通過決議呼籲團結合作抗擊疫情
·疫情下的美國:當種族問題遇到新冠病毒
·美國上周首次申請失業救濟人數為243.8萬
·疫情期間德國針對亞裔的歧視現象增多
精彩博文
 
·[張富學]大陸應積極應對金門期盼實行一國兩制訴求
·[袁周]印航更名對蔡英文所謂“維持現狀”的警示
·[賈永輝]融合發展 匯聚起兩岸和平發展強大正能量
·[陽光不]網信辦整頓娛樂八卦賬號 “全民星探”等被關
·[寵辱不驚]地鐵設女性車廂防色狼? 大聲說“不”更有效
·[坐看雲起]各國考試防作弊啥招? 印度高科技南韓查廁所
·[張良驊]台灣人為何對大陸“好感”首次超越“反感”
華夏週刊
  更多
新聞排行
   
  圖片新聞   更多
  精彩視頻   更多
新聞中心
大陸新聞 | 台灣新聞 | 港澳新聞 | 國際新聞 | 綜合新聞 | 圖片新聞 | 熱門點擊 | 重大新聞 | 滾動新聞 | 國臺辦新聞發佈會 | 熱門評論 | 新聞說吧
媒體時評 | 看 世 界 | 國際熱點 | 港澳風情 | 大陸人看台灣 | 社會廣角 | 酷文辣評 | 星聞情報站
---華夏經緯網版權所有---