系外衛(wèi)星:尋找地外生命的又一希望
◎本報(bào)記者 張佳欣
夜晚,星光閃爍,月亮散發(fā)出柔和的銀白色光芒。仰望夜空于我們可能是一種浪漫,于天文學(xué)家則是靈感源泉。
據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)官網(wǎng)報(bào)道,截至去年8月24日,人類(lèi)已確認(rèn)發(fā)現(xiàn)超過(guò)5500顆系外行星。而尋找系外衛(wèi)星,即太陽(yáng)系以外的天然衛(wèi)星,更加令天文學(xué)家感到興奮。
據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》網(wǎng)站報(bào)道,美國(guó)哥倫比亞大學(xué)戴維·基平表示,系外衛(wèi)星或在決定主行星的宜居性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,因?yàn)樗鼈兛梢种菩行堑臄[動(dòng),營(yíng)造穩(wěn)定的氣候,就像月球?qū)Φ厍虻淖饔靡粯?。但更令人興奮的是,部分系外衛(wèi)星可能比系外行星更適合生命存在。
系外衛(wèi)星會(huì)是什么樣
廣袤星空中,衛(wèi)星可以各種形式出現(xiàn)。例如土星的兩顆衛(wèi)星——土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一,幾乎共享一個(gè)軌道。此外,還有圍繞行星的衛(wèi)星環(huán),就像土星環(huán)一樣。在合適的條件下,衛(wèi)星甚至可能會(huì)有自己的衛(wèi)星。
如果衛(wèi)星足夠大,能夠維持一定厚度的大氣層,那么它們可能是尋找生命的候選地點(diǎn)。此前,美國(guó)亞利桑那大學(xué)的研究表明,木星的4顆最大衛(wèi)星之所以溫暖,是因?yàn)樗鼈兊闹亓?chǎng)相互拉拽而產(chǎn)生的潮汐力。此外,土星具有豐富大氣層的土衛(wèi)六是地球以外唯一已知表面有湖泊和海洋的地方。
圍繞巨行星的衛(wèi)星也可能是尋找生命的最佳場(chǎng)所。尤其是,如果衛(wèi)星被潮汐鎖定,即其一面始終指向行星,就像月球指向地球那樣,該衛(wèi)星的一側(cè)將永久沐浴在行星光芒下,且永遠(yuǎn)不會(huì)經(jīng)歷完整的夜晚。
種種跡象表明,系外衛(wèi)星是一個(gè)奇妙的地方。那么人們?cè)撊绾握业剿鼈兡兀?/p>
能否找到系外衛(wèi)星
基平是尋找地外行星的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)成員。他表示,5500多顆系外行星中,其中一些可能有數(shù)十顆衛(wèi)星。然而,要證明它們的存在并非易事。
2018年,基平所在的研究團(tuán)隊(duì)首次探測(cè)到了系外衛(wèi)星“開(kāi)普勒-1625b I”,該衛(wèi)星位于系外行星開(kāi)普勒-1625b的周?chē)?/p>
2022年,包括基平在內(nèi)的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)似乎發(fā)現(xiàn)了第二顆系外衛(wèi)星,名為“開(kāi)普勒-1708b I”。
然而,2023年底,一支獨(dú)立天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)在《自然·天文學(xué)》雜志上發(fā)表論文,對(duì)這兩顆系外衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)提出質(zhì)疑。索內(nèi)貝格天文臺(tái)研究人員邁克爾·希普克表示,數(shù)據(jù)并不支持開(kāi)普勒-1625b和開(kāi)普勒-1708b周?chē)嬖谙低庑l(wèi)星。
基平團(tuán)隊(duì)對(duì)此作出了回應(yīng),但并未獲得認(rèn)可。不過(guò),這些天文學(xué)家達(dá)成共識(shí),要朝著尋找系外衛(wèi)星的方向繼續(xù)前進(jìn)。
現(xiàn)在,希望就像黎明的太陽(yáng)冉冉升起,科學(xué)家提出了一系列尋找這些衛(wèi)星的新方法。從觀察那些“拋棄”了恒星的“流浪行星”,到監(jiān)測(cè)系外行星的引力擺動(dòng)。利用這些新方法再加上即將推出的新望遠(yuǎn)鏡,系外衛(wèi)星的“追星族”有可能發(fā)現(xiàn)一類(lèi)全新的外星世界。
系外衛(wèi)星比行星更難觀測(cè)
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示,從技術(shù)上來(lái)說(shuō),觀測(cè)系外衛(wèi)星相對(duì)于行星更加困難。因?yàn)樾l(wèi)星往往較小、光度較弱,且通常被其所圍繞的行星所遮擋,使直接觀測(cè)變得更具挑戰(zhàn)性。這就要求科學(xué)家采用更加精密的觀測(cè)設(shè)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
一般情況下,尋找系外行星或衛(wèi)星,最常用的一種方法是凌日法?!傲枞辗ǖ脑砗芎?jiǎn)單:一顆恒星自己會(huì)發(fā)光,如果沒(méi)有遮擋的話,一段時(shí)間內(nèi)這顆恒星發(fā)光亮度不變?!标悓W(xué)雷介紹說(shuō),“然而,有行星經(jīng)過(guò)時(shí),會(huì)遮擋一部分恒星或行星的光,導(dǎo)致觀測(cè)到的恒星亮度短暫減小,幅度通常很小。這些凌日事件的時(shí)間間隔和減小的幅度,可提供關(guān)于行星軌道及其性質(zhì)的信息?!?/p>
凌日系外行星即是通過(guò)凌日法被間接檢測(cè)到的系外行星。2001年,哈勃空間望遠(yuǎn)鏡首次真正嘗試尋找凌日系外行星周?chē)男l(wèi)星,但沒(méi)有成功。隨著2009年開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射,凌日系外行星領(lǐng)域發(fā)生了革命性變化,這項(xiàng)任務(wù)取得巨大成功,在9年觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了2700多顆凌日行星。正是由于這些事件,基平開(kāi)始認(rèn)真思考尋找系外衛(wèi)星的可能性。目前,他們正尋求借助詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡開(kāi)啟“追星”之旅。
《新科學(xué)家》報(bào)道稱,NASA的南?!じ窭姿埂ち_馬空間望遠(yuǎn)鏡將于2027年啟用,其對(duì)圍繞獵戶星云中自由飄浮運(yùn)行的系外衛(wèi)星尤其“敏感”,或許能進(jìn)一步幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星。
系外衛(wèi)星的探索之旅困難重重,像基平這樣的“追星者”們還未成功,但他們沒(méi)有選擇放棄?;秸f(shuō):“我們幾乎可以肯定它們存在,盡管這不足以說(shuō)它們就在那里,但總得有人去找尋?!?/p>
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