一、什么是系外行星?如何探測它們的存在?
太陽系外行星(簡稱系外行星)泛指在太陽系以外的行星。歷史上天文學(xué)家一般相信在太陽系以外存在著其它行星,然而它們的普遍程度和性質(zhì)則是一個謎。直至1990年代人類才首次確認系外行星的存在,而自2002年起每年都有超過20個新發(fā)現(xiàn)的系外行星。
探測系外行星的方法有多種,最主要是:1、視向速度法 2、凌日法 3、微引力透鏡法等。其中,凌日法是著名的“開普勒”太空望遠鏡使用的方法。開普勒太空望遠鏡(Kepler Mission)是美國國家航空航天局設(shè)計來發(fā)現(xiàn)環(huán)繞著其他恒星之類地行星的太空望遠鏡。使用NASA發(fā)展的太空光度計,預(yù)計將花3.5年的時間,在繞行太陽的軌道上,觀測10萬顆恒星的光度,檢測是否有行星凌星的現(xiàn)象。美國航天局2013年8月15日宣布“開普勒”結(jié)束搜尋太陽系外類地行星的主要任務(wù),但它仍可能被用于其他科研工作。
二、系外行星存在的普遍性遠超科學(xué)家之前的預(yù)期
人們正在以驚人的迅猛步伐不斷發(fā)現(xiàn)系外行星。今年5月,當新聞界關(guān)注這一話題時,天文學(xué)家宣布總共已經(jīng)確認了700多顆系外行星,此外美國宇航局(NASA)的開普勒空間望遠鏡還發(fā)現(xiàn)了超過3500顆可靠的系外行星候選體。
有幾項研究估量了銀河系中行星存在的普遍程度。利用微引力透鏡技術(shù),系外行星搜索工作已經(jīng)獲取了行星數(shù)量的第一個有價值的估計結(jié)果:在銀河系中,每顆太陽質(zhì)量的單星平均擁有一至數(shù)顆行星,分布在平均距離為0.5至10 天文 單位(日地平均距離為1天文單位)的軌道上。 根據(jù)“開普勒”在數(shù)據(jù)獲取期的最初三年中的行星發(fā)現(xiàn)率,可以得出這樣的結(jié)論,至少70%的類日恒星擁有軌道周期短于85天的行星。因為我們?nèi)栽诶^續(xù)分析“開普勒”在過去幾年中得到的數(shù)據(jù),而這一工作可能幫助我們找到軌道周期更長的行星,所以類日恒星的行星擁有率還會進一步上升。
三、美國宇航局一口氣宣布發(fā)現(xiàn)了833顆候選系外行星
NASA開普勒團隊科學(xué)家于2013年11月6日宣布發(fā)現(xiàn)了833顆新的候選行星,其中有10顆的體積與地球相當,更重要的是它們軌道處于恒星周圍的可居住帶上,這意味著如果這些行星上存在水,那么很可能是液態(tài)的。此外,開普勒的數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)銀河系中大約在88億顆體積與地球非常接近的行星,而且還處于可居住帶上,說明地球可能并不是 宇宙 中的一個特例,與地球相似的行星不僅數(shù)量龐大,而且還可能存在 生命 。
科學(xué)家從開普勒的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)銀河系內(nèi)其實存在大量的可居住行星,銀河系的恒星數(shù)量在2000億顆左右,類太陽恒星數(shù)量接近400億顆,最新估計的可居住行星數(shù)量為88億顆左右,科學(xué)家認為這僅僅是個開始,未來還將根據(jù)新的數(shù)據(jù)估算出更多系外行星。另一個科學(xué)家小組宣布的答案是100億顆行星,全球目前一共有70億左右的人口,如果銀河系就只有人類的話,每個人都可以分到一顆,但是這個概率非常小,10萬光年的跨度內(nèi)就存在龐大的“生命基數(shù)”,放眼全宇宙內(nèi),如果出現(xiàn)智慧 生物 也不足為奇。
結(jié)語、系外行星或許無處不在
長期以來,天文學(xué)家們一直猜想行星是恒星形成過程中與生俱來的副產(chǎn)品:可能除了質(zhì)量最大的少數(shù)恒星,在各類恒星周圍都有原行星盤環(huán)繞,形成恒星所剩余的盤中氣體和塵埃造就了行星?,F(xiàn)在來看,這一想法現(xiàn)在已得到堅實的證據(jù)支持。