【開普勒太空望遠鏡“退休” 9年多內發現2662顆系外行星】

             新浪科技訊 北京時間11月1日消息──

美國航空航天局（NASA）於10月30日宣佈，在進行了九年的深空探測之後，開普勒太空望遠鏡終於結束了它的任務，進入“退休”狀態。這台太空望遠鏡在繞行太陽的軌道上採集了大量資料，揭示出宇宙中可能隱藏著數十億顆行星——甚至可能比恒星的數量還多。如今，開普勒太空望遠鏡已經耗盡了進一步探索所需的燃料。NASA決定將它留在目前安全的軌道上，遠離地球。在9年多時間裏，它發現了超過2600顆系外行星，其中許多有著孕育生命的潛力。

“作為NASA第一個搜尋行星的任務，開普勒太空望遠鏡已經遠遠超出了我們的預期，並且為我們探索和尋找太陽系及其他地方的生命鋪平了道路，”NASA科學任務理事會副主任湯瑪斯·楚比興（Thomas Zurbuchen）說，“它不僅向我們展示了宇宙中可能存在多少顆行星，而且啟發了一個全新而又堅實的研究領域，在科學界內掀起了一場風暴。它的發現使我們認識到了自己在宇宙中的地位，並且照亮了星空中種種令人著迷的謎團和可能性。”

開普勒太空望遠鏡使我們開始認識到銀河系中存在的行星多樣性。最近對開普勒望遠鏡資料的分析得出結論，夜空中可見的恒星中，有20%到50%可能具有較小的行星，可能是與地球體積類似的岩石行星，並且很可能位於與母恒星距離適中的適居帶中。這意味著它們的表面上可能存在液態水，而液態水是我們已知組成生命的重要成分。

在開普勒太空望遠鏡發現的行星中，最常見的大小是介於地球和海王星之間，這樣的行星在太陽系中並不存在。這些行星還要很多值得我們探索的地方。開普勒望遠鏡還發現了許多擁擠的行星系統，在某些情況下，圍繞母恒星軌道運行的行星數量之多，使我們所處的內太陽系看起來相當稀疏。

“當我們35年前開始構思這個任務時，我們對太陽系以外的行星一無所知，”開普勒任務的創始首席研究員、如今已從NASA艾姆斯研究中心退休的威廉·博魯茨基（William Borucki）說，“現在我們知道到處都有行星，開普勒望遠鏡已經為我們開闢了一條新的路線，路線中充滿了對後來者探索銀河系的希望。”

開普勒太空望遠鏡於2009年3月6日發射，結合了測量恒星亮度的尖端技術與當時用於外太空觀測的最大的數碼相機。開普勒望遠鏡最初的工作是在天鵝座一片恒星紮堆的區域內對大約15萬顆恒星進行連續觀測，這是它首次對銀河系的行星進行調查，並成為NASA首個探測其他恒星適居帶中類地行星的任務。

開普勒任務主要是通過觀測恒星的光度，檢測是否有行星淩星（以淩日的方法檢測行星）現象來搜尋行星。“開普勒任務基於一種非常創新的設計。在進行這類科研工作時，這是一種非常聰明的方法，”NASA噴氣動力實驗室天文學和物理學主任、在開普勒任務期間擔任過專案經理的萊斯利·麗芙賽（Leslie Livesay）說，“肯定存在挑戰，但開普勒任務擁有一支非常有才華的科學家和工程師團隊，他們克服了這些挑戰。”

當開普勒任務進行到第四年（2013年），在完成主要任務目標之後，機械故障使觀測暫時中止。任務團隊設計了一個維修方案，將望遠鏡的視野大約每三個月更換一次。這使開普勒任務得以延續，新的任務階段被稱為“K2”，持續時間與第一次任務同樣長，並且將望遠鏡所觀測的恒星數量提高到了50萬顆。

對如此眾多的恒星進行觀測，使科學家能夠更好地理解恒星行為和性質，這是研究圍繞它們運行的行星的關鍵資訊。利用開普勒任務資料對恒星進行的新研究也進一步推動了天文學其他領域的發展，比如銀河系的歷史和超新星的爆發。超新星常被用於研究宇宙膨脹的速度。擴展任務“K2”在獲得資料後也很快向公眾和科學界開放，使研究者能以令人難以置信的速度取得新發現，也為其他任務樹立了高標準。據估計，科學家將花費十年或更長時間在開普勒留下的資料寶庫中尋找新的發現。

“我們知道，開普勒望遠鏡的退休並不是它發現成果的結束，”NASA艾姆斯研究中心的開普勒專案科學家傑西·多森（Jessie Dotson）說，“我對我們的資料中尚未被發現的各種結果，以及未來的任務將如何利用這些成果感到興奮。”截至10月29日，開普勒太空望遠鏡共探測到2681顆系外行星，另有2899顆候選行星有待確認。

在開普勒太空望遠鏡退休之前，科學家將它的潛力推到極限。即使在收到燃料過低的初次警告之後，科學家還是成功完成了多次觀測活動，並下載了有價值的科學資料。最新的資料來自“第19次觀測”（Campaign 19），將作為淩日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，簡稱TESS）所採集資料的補充。

TESS是NASA最新的“行星獵手”，也是“探索者計畫”的一部分，於今年4月發射升空。TESS以開普勒望遠鏡的資料為基礎，利用4台先進的相機，對鄰近地球的約20萬顆最亮和最近的恒星進行掃描，研究圍繞它們運行的行星。這些行星將成為未來詹姆斯·韋伯太空望遠鏡及其他太空或地面望遠鏡的研究物件，或許人類將從中發現外星生命的跡象。


                   (凌日現象發現法)

太陽系外行星亦稱系外行星（Exoplanet），即位於太陽系之外，不繞行太陽公轉的行星。 截至2018年10月28日，已經被確認的系外行星總共有3869顆（另有超過2800顆尚待確認），當中約74%是透過凌日現象發現的；這些行星分屬2887個行星系，其中有638個多行星系。開普勒任務已經檢測到18,000顆行星候選者，包括262顆位於潛在適居帶的候選者。

在銀河系，估計有數十億顆恒星（若每顆恒星都至少有一顆行星，將導致有1,000億至4,000億顆行星），不只在恒星周圍有行星，也有自由移動的行星品質天體，而已知最靠近的系外行星是比鄰星b。

幾乎所有已經發現的系外行星都在我們自己的銀河系內，但是有少量的銀河系外行星可能可以被檢測出來。哈佛－史密松天體物理中心在2013年1月提出的一份報告中提到：估計在銀河系內“至少有170億顆”地球尺度的系外行星。

數百年來，許多哲學家和科學家都認為在太陽系以外應該也有行星的存在，但是沒有辦法知道行星有多普遍，或是與太陽系行星的相似度又是如何。在19世紀，許多的偵測方法被提出來，但最終所有的天文學家得到的結果都是否定的。第一個被確認的檢測出現在1992年，發現有幾顆品質類似地球的天體環繞著脈衝星PSR B1257+12。在主序帶恒星發現行星的第一個偵測結果出現在1995年，在鄰近的飛馬座51發現了以4天週期公轉一周的巨大行星。由於觀測技術的進步，自此之後偵測到的數量與效率迅速的增加。有些系外行星被大望遠鏡直接拍攝到影像，但絕大多數的系外行星都是經由徑向速度測量檢出的。除了系外行星，“系外彗星”（在太陽系之外的彗星）也被發現，也許在銀河系內也是很普遍的。

最常見的系外行星是巨大的行星，相信是類似於木星或海王星，但這也反應了取樣偏差，因為大品質的行星比較容易被觀察到。一些相對比較輕的系外行星，品質只有地球的幾倍（現在所謂的超級地球）；如眾所周知，在統計上的研究表明它們的數量應該超過巨大的行星。雖然現在已經發現一小撮包括地球大小和更小的行星，似乎表現出其他的地球類似體屬性。也存在著有這行星品質的天體環繞著褐矮星和不受到恒星拘束在太空中自由移動的行星；然而，“行星”這個名詞尚未應用在這些天體上。

發現的太陽系外行星，特別是軌道位於適居帶，極有可能有液態水存在表面的那些行星（還因此可能有生命），提高了搜尋外星生命的興趣。因此，尋找太陽系外的行星還包括適居行星，在太陽系外的行星適合承載生命的研究中，被考慮的因素相當廣泛。

在2013年1月7日，來自開普勒任務太空天文臺的天文學家宣佈發現了KOI-172.02，一顆像地球的系外行星候選者，在一顆類似太陽的恒星的適居帶中環繞著，可能是“存在著外星生命的主要候選者”。