作者:庞之浩 来源:人民日报 发布时间:2018/5/3 10:53:40
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专家讲“苔丝”:技高一筹的“行星猎手”

 

《 人民日报 》( 2018年05月03日 22 版)

近日,美国国家航空航天局全新探测器“凌日系外行星勘测卫星”(简称“苔丝”)升空。它是世界上第一个全天域普查太阳系外行星的天文卫星,有望发现宇宙中更多大小与地球相仿、处于恒星周围宜居区内的行星,或许未来还会发现神秘的地外生命形式。

在“苔丝”之前,首个用于探测系外类地行星的是2009年发射的“开普勒太空望远镜”。“开普勒”先后发现了2600多颗系外行星,被人们冠以“行星猎手”的美称。不过,这位“功臣”由于燃料等原因,即将退役。被视作“开普勒”接班人的“苔丝”,相比前者,无论是观测范围还是观测能力都有极大提升——所覆盖勘测空域比“开普勒”广400倍,能够勘测到的恒星亮度比“开普勒”高30至100倍。

“苔丝”造价不到4亿美元,设计寿命两年,大小介于一台洗衣烘干一体机与一台冰箱之间,重362千克。其顶部安装有4台口径10厘米的低温低噪广角相机,用于勘测距离地球较近或特别亮的恒星,并通过“凌日法”寻找太阳系外行星。

所谓“凌日法”,是指行星从其母恒星前飞过时,会阻挡一部分恒星的光,出现行星“凌日”现象,从而可以确定行星的存在。系外行星自身不发光,掩藏在恒星的光辉中很难被准确观测。而根据“凌日”的间隔和亮度等,可以确定行星的轨道、温度和大小等数据。“凌日法”是目前寻找系外行星的最好办法。在已被确认的约3700颗系外行星中,超过78%都是通过“凌日法”发现的。

“苔丝”的一大特点是运行轨道十分奇特。为了避免地球遮挡视野,“苔丝”要尽可能远离地球,同时又不离地球太远,以免阻碍数据传输,“苔丝”将通过11次变轨和一次月球“引力跳板”加速,最终进入一条绕地轨道周期为14天的大椭圆特殊轨道——近地点10.8万千米,远地点37.6万千米。在这个特殊的大偏心率轨道运行时,“苔丝”能够在月球和地球的引力之下保持相对稳定。正常情况下,无需启动发动机,就能保持轨道运行。这既节省燃料,也利于卫星数据高速传输。

未来两年,“苔丝”将对整个可见宇宙进行扫描,预计或将发现两万颗新的系外行星,其中包括500至1000颗的类地行星,科学家将从中挑选可能满足宜居性的目标。此外,在某些特定天区,“苔丝”还将用全景模式,以30分钟为间隔拍摄,用来观测超新星、小行星以及引发引力波的天文事件。

人类从哪里来?人类是宇宙中孤独的文明吗?人类要到哪里去?这三大重要问题,是人们寻找系外行星的原动力。据了解,“苔丝”向地球传输的数据,将由位于美国加利福尼亚州巴斯托、西班牙马德里和澳大利亚堪培拉的三座巨大深空测控天线接收。值得一提的是,这些数据将被公开发布,以便全球科学家和天文爱好者共享数据。无疑,行星研究将迎来新时代。

(作者为全国空间探测技术首席科学传播专家)

 
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