天文學家正在尋找最有希望存在生命的系外類地行星_風聞
酆都御史-仰观宇宙之大,俯察品类之盛2019-04-29 10:31
自上世紀開始,人類開始熱衷於談論地外生命或者文明,這不單是來自民間的好奇,也是美國宇航局的行動。要尋找宇宙中的其他生命或文明,首先要確定宇宙中是否存在適合生命的行星。為此NASA投入大量資金,用於維持系外行星探測任務。

TESS / NASA
去年4月,SpaceX公司的獵鷹九號全推力版火箭將最新的系外行星探測器送入軌道,這顆接替開普勒空間望遠鏡的探測器名稱為:Transiting Exoplanet Survey Satellite,簡稱TESS,中文一般翻譯為“凌日系外行星探測器”。
TESS的主要目標是尋找太陽系附近300光年範圍內的恆星是否有行星存在,以及這些系外行星的質量、直徑、密度、軌道以及它們是否位於宜居帶。它還要為即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡以及未來其它太空或地面望遠鏡提供觀測線索。
TESS將觀測大約四十萬顆恆星,通過對比這些恆星的光度變化來確定是否有行星掠過其表面,這是目前尋找系外行星的主要方法。

圖片來源:歐洲航天局/歐洲南方天文台/美國宇航局戈達德航天中心
雖然生命可能存在於各種宇宙環境中,但我們最清楚我們自己所處的空間環境,所以首先要尋找出與地球環境最接近的系外行星。
對於已經確認存在行星的恆星,需要通過連續觀測,獲得行星凌日的間隔,得到它的軌道週期,並推算出它與恆星之間的距離,由此判斷它是否正好位於它們恆星的宜居地帶。
宜居帶指的是行星系中適合生命存在的區域,在這個範圍內的固體行星表面上,水能夠以液體形態存在。水是生命之源,是生命生存的基本環境,假如位於宜居帶的系外行星上,隨緯度或季節不同,能同時存在水的三種形態,那麼它孕育出生命的可能性將會更大。
雖然不排除在宜居帶之外的行星上也可能存在生命,但總的來説,生命很難在那些極熱或者極寒的行星上出現。
天文學家列出了1822個最有希望存在類地行星的恆星列表,在這個列表範圍內,以TESS的靈敏度,足以發現那些比地球稍大的固體行星,並且初步判斷出它們受到的輻射是否與地球從太陽獲得的光照相同。
天文學家另外還列出了一個包括227顆恆星的重點觀測目標,對於這些目標,TESS可以更細緻的探測出整個宜居帶範圍更多潛在的類地行星。
列表中選中的恆星基本都是比太陽小的紅矮星,它們的直徑大約為太陽的三分之一到二之間,表面温度在2700K到5000K之間,其中距離地球最近的一個目標只有6光年遠。
宇宙中的大多數(大約73%左右)恆星都是紅矮星,距離太陽最近的65顆恆星中有50顆是紅矮星。它們會保持穩定數千億年,在它們的演化末期也不會膨脹成紅巨星,而是逐步收縮,直至耗盡氫元素。還有一點很重要,它們基本都是富含重元素的“星二代”,這能夠為它們的行星孕育出生命提供更好的環境。
這個列表中有137顆恆星位於未來韋伯望遠鏡的連續觀測範圍內,以韋伯望遠鏡的分辨率,將能夠觀測到這個距離的行星大氣,並通過對大氣的分析進一步尋找生命跡象。
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