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李良:外星人在哪儿——地外生命探索(3)

二、寻找类地行星及太空深处的新发现

科学家们花了很大力气寻找银河系中的类地行星,包括使用功能强大的望远镜、空间探测器等。詹姆斯·韦伯太空望远镜是美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜,于2021年12月25日发射升空。2022年1月24日,詹姆斯·韦伯太空望远镜顺利进入围绕日地系统第二拉格朗日点的运行轨道。

从1992年人类确认第一颗系外行星,到2022年9月6日,人类共确认至少5471颗系外行星。发现系外行星的方法主要有以下四种:第一种是凌星法或凌日法,第二种是径向速度法,第三种是微引力透镜法,第四种是直接成像法。用这四种方法发现的系外行星约占总数的97.88%。

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(图22)

如果行星轨道正好位于观测者视线方向上,就会看到行星经过恒星的前面,因为受到行星的遮挡,恒星的亮度会下降(图22)。通过这种方法可以发现系外行星。行星挡在恒星前面时会导致恒星的亮度稍微降低,如果观测到连续3次凌日,就可以确定它是一颗凌日行星,从而得到它的轨道周期、大致的大小等信息。

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(图23)

1995年10月,瑞士日内瓦天文台的天文学家在飞马座51周围发现了第一颗太阳系以外的行星。这是一幅系外行星的太空画(图23)。

2009年3月,“开普勒”太空望远镜发射升空,它的主要任务就是帮助科学家们观测和寻找系外行星。开普勒是德国著名天文学家,他发现所有行星绕太阳的轨道都是椭圆,提出行星运动三大定律。开普勒太空望远镜的命名也是为了纪念开普勒。

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(图24)

这张图是开普勒太空望远镜的结构示意图(图24)。它的外部有太阳电池阵、遥测部件、光度计电子学部件、固体存储器、高增益天线、推进器、电子学部件、跟踪器、光度计等。望远镜上部的光度计构造中,有1.4米直径主反射镜、遮光罩等。开普勒太空望远镜配有太空光度计(有口径95厘米透镜),使用太空光度计观测,计划用3.5年在绕行太阳的轨道上观测10万颗恒星的光度,从而搜寻是否有行星凌星现象。

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(图25)

这是开普勒太空望远镜观测的天区示意图(图25)。

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(图26)

这是开普勒太空望远镜发现的5颗恒星光变的曲线(图26)。我们能够看到恒星表面都有一个小黑点,这表示一个行星经过它的表面被探测器捕捉到又发回地球,图中还显示了轨道周期天数。当行星从恒星面前经过时,可以看到探测到恒星的亮度有所下降。Kepler-10b是第一个被确认为类似地球的岩石星球。

截至2011年11月,开普勒太空望远镜发现了1235颗候选行星。截至2022年3月,已获确认的太阳系系外行星数量超过5000颗。

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(图27)

这是艺术家描绘的超级地球行星Kepler-62e的印象图(图27)。它位于一颗比太阳更小更冷的恒星的可居住区,位于距离地球1200光年远的天琴座。Kepler-62e每122天绕恒星一周,是一颗类地行星,体积比地球大60%。

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(图28)

2017年2月22日,美国宇航局(NASA)举行发布会,宣布其通过斯皮策太空望远镜首次发现了七个地球大小的行星围绕一颗恒星运行的行星系统(图28)。

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(图29)

这张图显示了七个行星的分布(图29)。

2018年4月,系外行星探测卫星TESS(苔丝)发射升空,人们期待它能有新的发现。

探索宇宙是人类一个永恒的话题,我们期待人类对外星人的探索和地外生命的搜寻工作能够取得进展。

(根据宣讲家网报告整理编辑,

未经许可,不得印刷、出版,违者追究法律责任)

责任编辑:张一博校对:李天翼最后修改:
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