5000顆系外行星!美國宇航局確認(rèn)了行星科學(xué)的重要里程碑

美國宇航局南加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的官員周一(3月21日)宣布,天文學(xué)家已將第5000個(gè)外星世界添加到美國宇航局系外行星檔案館。
隨著美國宇航局價(jià)值100億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)備在深空觀察行星,最近發(fā)現(xiàn)激增,并有望獲得更多的未知。
噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室官員在周一的聲明中表示,到目前為止,發(fā)現(xiàn)的5000多顆行星包括像地球這樣的小巖石星球、比木星大許多倍的氣體巨星,以及圍繞恒星的恒星進(jìn)行焦密軌道的“熱木星”。
噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室官員補(bǔ)充說,有‘超級地球’的存在,還有‘迷你海王星’,是太陽系中海王星的較小版本。添加到同時(shí)圍繞兩顆恒星運(yùn)行的混合行星和圍繞死恒星坍縮殘骸運(yùn)行的行星。
美國宇航局系外行星檔案館位于加州理工學(xué)院。要添加到檔案目錄中的行星必須通過兩種不同的方法獨(dú)立確認(rèn),并且必須在同行評審的期刊上發(fā)表。
第一批系外行星是在20世紀(jì)90年代初發(fā)現(xiàn)的。美國宇航局系外行星檔案館的科學(xué)負(fù)責(zé)人杰西·克里斯蒂安森在加州理工學(xué)院的網(wǎng)站上表示,迄今為止發(fā)現(xiàn)的世界“大多在我們太陽系周圍的這個(gè)小氣泡中,在那里更容易找到它們”。
在已知的5000顆系外行星中,有4900顆位于我們幾千光年內(nèi)?!跋胂胛覀冸x銀河系中心有3萬光年;如果你從我們周圍的小氣泡中推斷出來,這意味著我們銀河系中還有更多我們尚未發(fā)現(xiàn)的行星,多達(dá)1000億到2000億顆行星”。
第一個(gè)被證實(shí)的行星發(fā)現(xiàn)是在1992年,當(dāng)時(shí)天文學(xué)家Alex Wolszczan和Dale Frail在《自然》雜志上發(fā)表了一篇論文。他們通過測量光到達(dá)地球時(shí)脈沖時(shí)間的微妙變化,發(fā)現(xiàn)了圍繞脈沖星(一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)、密集的死恒星)運(yùn)行的兩個(gè)世界。
地基望遠(yuǎn)鏡在早期承擔(dān)了沉重的負(fù)擔(dān),1995年又進(jìn)行了幾次搜索,終于發(fā)現(xiàn)了第一顆圍繞太陽恒星的行星。那個(gè)世界并不像我們所知的那樣適合生命;它是一個(gè)熾熱的氣體巨星。
天文學(xué)家通過發(fā)現(xiàn)行星拖曳恒星的擺動(dòng)(來回引力誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng))來發(fā)現(xiàn)這些世界。較大的世界更容易被發(fā)現(xiàn),因?yàn)樗鼈儠鸶蟮臄[動(dòng)。天文學(xué)家當(dāng)時(shí)表示,為了找到更多地球大小的行星,他們需要嘗試一種叫做“過境”的方法。這將評估恒星的光線,并在行星穿過面部時(shí)尋找微小的波動(dòng)。
天文學(xué)家威廉·博拉基作為美國宇航局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的主要研究員幫助實(shí)現(xiàn)了這一愿景,開普勒太空望遠(yuǎn)鏡于2009年發(fā)射,比其主要任務(wù)多了幾年,直到2018年最終耗盡燃料。到目前為止,開普勒已經(jīng)積累了2700多顆行星發(fā)現(xiàn),其中許多是地球大小或更小的世界,至今仍有一個(gè)生成新發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫。
自開普勒發(fā)射以來,許多其他儀器也加入了行星狩獵。在地面上,HARPS光譜儀是智利歐洲南方天文臺拉西拉天文臺11.8英尺(3.6米)望遠(yuǎn)鏡的一部分,它是熟練行星獵人。
到2011年(第一次發(fā)光8年后),HARPS已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了150多顆系外行星。雖然近年來由于新冠疫情大流行,訪問受到定期限制,但HARPS仍在運(yùn)營,并繼續(xù)高精度地尋求新世界。
在太空領(lǐng)域,許多天文臺還協(xié)助行星搜索,其中包括美國宇航局的凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星(TESS)、美國宇航局-歐洲航天局(歐空局)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和歐空局的表征系外行星衛(wèi)星(CHEOPS)。地面上正在建造的其他幾臺大型望遠(yuǎn)鏡,包括智利的巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡和超大型望遠(yuǎn)鏡,計(jì)劃在近十年上線,為正在進(jìn)行的搜索添加其他強(qiáng)大的眼睛。
韋伯望遠(yuǎn)鏡將通過詳細(xì)研究幾個(gè)相對附近的行星的大氣層來幫助提高系外行星的計(jì)數(shù)。雖然這項(xiàng)工作可能主要集中在氣體行星巨頭上,但科學(xué)家表示,韋伯的觀測對未來一代擁有更多高功率光學(xué)的天文臺非常有用,可以看到更接近地球大小的行星。
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