作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2018/10/23 9:52:24
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“开普勒”望远镜告别在即
发现数千颗系外行星,其中30颗与地球相似

在陀螺仪失灵之前,开普勒太空望远镜一直盯着天空中一片包含了150000颗恒星的固定区域。图片来源:CARTER ROBERTS

本报讯 美国宇航局(NASA)的开普勒太空望远镜几乎独自改变了对系外行星的研究,如今它可能正在将自己最后的数据发回家。上个月,当开普勒太空望远镜的指向变得不稳定时——这是燃料供应不足的迹象,地面控制人员停止了望远镜最新的观测活动。 【《科学》相关报道

为了节省燃料,控制人员将开普勒太空望远镜设置为“小睡模式”,直到预定的于10月10日开始的高速下载时间到来。NASA下属艾姆斯研究中心项目科学家Jessie Dotson在加利福尼亚州莫菲特联邦机场表示,在任务小组对望远镜的“生命体征”进行筛查,以便寻找剩余燃料供应的蛛丝马迹的同时,观测工作仍在进行中,但结局可能会突然且毫无征兆地来临。

“唯一的方法就是观察这架望远镜。”Dotson说,“我们会在应该知道的时刻掌握所有一切。”当终点的那一刻来临,对于一个颠覆了诸多理论的多产任务来说,这无疑将是一个苦乐参半的结局。

在开普勒太空望远镜之前,天文学家只发现了几百颗系外行星,其中大部分都是气态巨行星,它们离自己的母星很近。而之后,这架望远镜发现了数千颗大小不一的星体,其中包括30颗与地球极其相似的系外行星。

加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学的Bruce Macintosh说,开普勒是一场赌博,它开创了一种寻找系外行星的新方法。但是,“宇宙间的合作,超出了任何人最疯狂的想象”。

开普勒太空望远镜的成功证明了曾努力说服NASA建造它的空间科学家William Borucki的正确性。早期有关系外行星的发现来自于对大型行星拖曳恒星时所产生摆动的观测。而Borucki认为,系外行星从母星前经过,从而遮挡住后者一小部分光线的过程也揭示了自身的存在。而这只需要比任何当时可用的光度计灵敏1000倍的新设备。如今已从NASA退休的Borucki说:“如果你能坚持下去,你可以用专注和技术做很多事情。”

在2001年NASA最终批准这项任务之前,Borucki的提议被拒绝了4次。1995年用摆动技术发现第一颗系外行星的英国剑桥大学天文学家Didier Queloz说:“他真的打了一场持久战。”

如今,继任者们正准备接过开普勒太空望远镜的火炬。NASA于今年4月发射的旨在寻找附近系外行星的凌日系外行星勘测卫星已经发现了两颗系外行星,并且还有一颗正在等待被确认。同时欧洲空间局正在开展两项任务,一是定于2019年发射的系外行星描述卫星,二是打算2026年升空的行星凌日和恒星振荡卫星。Macintosh说:“现在是说再见的时候了。”

开普勒太空望远镜是世界首个用于探测太阳系外类地行星的飞行器,于2009年3月6日从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,它是NASA发射的首颗类地行星探测器。在为期至少3年半的任务期内,开普勒太空望远镜对天鹅座和天琴座中大约10万个恒星系统展开观测,以寻找类地行星和生命存在的迹象。

开普勒太空望远镜最初被设计用来观测太空中的一片区域,并通过凌日现象寻找这些系外行星。在发射升空后,该望远镜取得了巨大的成功。然而在2012年——该项目运行3年时,开普勒太空望远镜的4个反作用轮(用于使望远镜指向观测目标)中的1个发生了故障。而当又有一个反作用轮于2013年失效后,一切似乎都已无法挽回。但是开普勒太空望远镜的地面控制人员想出了一个聪明的办法,使得飞行器能够利用剩下的两个反作用轮、卫星的推进器以及太阳光子的压力继续工作。

2014年,NASA批准开普勒太空望远镜开展K2任务,以“半残”的身躯继续寻找遥远的系外行星。如今的开普勒太空望远镜不再能够稳定地瞄准最初的目标,转而沿着太阳系行星运行的一个平面缓慢地划过天际。NASA重新安排了开普勒太空望远镜的任务,科学家提出用它来寻找围绕那些更小、更近却也更亮的恒星运转的系外行星。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2018-10-23 第2版 国际)
 
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