科學也可以如此靠近

這些年NASA為了尋找外星人,在開普勒探測器身上搞出的大新聞


2018年4月30日11時 今日科學 玩物主義
玩物主義

NASA 確實很擅長「搞大新聞」,提前好幾天就放出風來說「開普勒」探測器又有大發現,早早的收集人氣,結果呢?只能說 NASA 很開心,觀眾很買帳。

我們都知道「開普勒」探測器是首顆搜尋銀河系類地行星的探測器,但是它為啥這麼牛?今天 Techpunk 幫你分析一下。

第一,開普勒計劃是怎麼發現類地行星的呢?

我們都知道「開普勒」探測器乾的活就是尋找系外類地行星。但是因為系外行星距離我們實在太遠,而且很小,亮度又暗,所以光學成像這個方法就被 Pass 掉了。不過沒關係,科學家的大腦可不是蓋的,他們想出了一個新的 idea,那就是掩星法。

掩星法基於的原理是什麼呢?——恆星發光,行星不發光。當行星運動至視線方向上,處在恆星和觀測者之間時,在移入視恆星面的過程中,恆星的視亮度會緩緩出現小幅度的下降,然後降至最低,隨著行星慢慢移出視恆星面,相應地,恆星的視亮度會緩緩增加,恢復到恆星的本來視亮度。

這種方法雖然比較高效,但也有局限性。如果因為行星的軌道運動導致我們無法觀測到它對恆星亮度的影響時,比如當行星的軌道面剛好與我們的視線方向相垂直,此時在視線方向上,恆星的光不會被行星遮擋,任憑你花多長時間去監測恆星的亮度變化,也沒有辦法探測到行星的存在證據。

第二,開普勒計劃的當前發現有哪些呢?

「開普勒」望遠鏡在 2009 年發射之後發現了上千顆系外行星,幾乎把我們已知的系外行星數提升了一個量級。下圖顯示的是歷年發現的系外行星數。

2009 年,開普勒傳回第一組拍攝圖片,圖片主要聚焦於銀河系天鵝座星群和天琴座星群大量的恆星,NASA 華盛頓總部「開普勒」項目主管 Lia LaPiana 說:「開普勒首次觀測結果令人倍感驚嘆!能夠在一張照片中看到數百萬顆恆星是非常令人激動的」!

該圖片中包含著至少450萬顆恆星

2010 年,「開普勒」探測器發現在距離地球僅 127 光年處存在類似於太陽系的一個行星系統,該行星系統內至少存在 5 顆行星環繞恆星運行,行星的排列方式與太陽系十分相似,同時,可能還存在兩顆未探測到的行星。(吐槽:冥王星因為太缺少人類的關愛,所以它離開了我們的太陽系,跑到另一個太陽系去了)

2015 年,科學家通過「開普勒」望遠鏡觀測到一種奇特閃爍光線,由此便發現了神秘恆星——KIC 8462852,這顆恆星也被稱為「塔比恆星」(Tabby『s Star),或者 Boyajian’s Star,科學家猜測它被一種「外星巨型結構」環繞。

從地球角度觀測,這顆恆星出現了亮度變化,科學家假設是一顆分解的行星環繞恆星運行,行星殘骸阻擋了恆星光線。(吐槽:Tabby 恆星實際上被一個巨大的太空章魚環繞著,它揮舞著它的觸鬚)

2015 年是不尋常的一年,因為「開普勒」望遠鏡又立了一個大功,這次不是第二個太陽系,是第二個地球!科學家把「地球二號」命名為 Kepler-452b。意思是 Kepler 計劃的第 452 顆恆星的系統中距離主星最近的一顆行星。

為啥說 Kepler-452b 是「地球二號」呢?看看這組數據,你就明白了。軌道半徑幾乎和地球一摸一樣!公轉周期是 385 天,只比地球多了 20 天!其母星質量幾乎和太陽等重,為 1.037 個太陽質量!這難道不是地球的雙胞胎兄弟嗎?

Kepler-452B 是目前最接近地球狀態的類地宜居帶系外行星,這是一次重大的發現,是人類天文探索史上的一個重要事件,但是目前對於我們的現實意義並不大。沒有蟲洞和超光速旅行,這輩子咱們是到不了這個新地球了。

順道一提其他的星球:

20e 是第一顆發現的小於地球尺寸的系外行星,但是太熱不可能有液態水;

22b 是第一顆在宜居帶的系外行星,但是大於地球的兩倍大小,所以不太可能有固態表面;

186f 是第一顆「靠譜」的並在的宜居帶類地大小系外行星,但是主星為 M 型恆星,有點冷,光度不夠。也不確定有沒有液態水。

2017 年 2 月,NASA 又宣布了一個重磅消息——在距離地球約 40 光年的恆星 TRAPPIST-1 周圍發現了 7 顆地球大小的類地行星,其中還有 3 顆處於宜居帶內。

在這次為期 74 天的觀測中,開普勒有充足的機會觀測到 TRAPPIST-1 系統中各行星的凌日現象。因為,這七顆行星的軌道半徑都極小,公轉周期僅為 1.5 個地球日到 20 個地球日不等。

所以,「開普勒」這個傢伙的潛台詞是,我費勁巴拉的找了這麼多類地行星,怎麼可能哪個都找不到外星人。這不,川普都要宣布了,他要對開普勒迄今發現的 2,337

顆系外行星發動先發制人的戰爭。也許我們應該在地球周圍建一堵牆?用來防禦外星人?(吐槽:NASA確實發現了外星人,還給他們發了信息,現在他們已經看到了,但他們沒有回覆,是不是很尷尬。)


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