寻找远方的流浪世界-搜狐科技

发布时间：2016-05-20 11:00:21

原标题：寻找远方的流浪世界-搜狐科技

　　天文学家们已经在探索太阳系之外的行星（也称作“系外行星”）的道路上跨出了一大步。事实上，在过去的20年里，在我们称之为太阳系家园之外，已经有超过5000颗系外行星被发现。

　　大多数这些系外行星被发现紧贴着自己的主恒星，用几小时，几天或几周的时间公转一周；而还有一些则以日地距离围绕主星运动，以一个地球年作为公转周期。但是，那些像木星和土星一样有着更远轨道的行星会怎么样呢？再或者，某些没有主星的、可自由运动的系外行星又会怎们样呢？事实上，一些研究表明，在我们的银河系里，自由运动的系外行星比恒星还要多。

　　本周，NASA的K2任务，即重新设定开普勒太空望远镜（Kepler space telescope），使其与其他地面天文台联手开启了系外行星观测的一个全球性实验。他们的任务是：向银河系的中心方向调查数百万的恒星，寻找遥远恒星的外围行星和在恒星间徘徊的系外行星。

　　虽然今天的行星搜索技术已经有利于发现主星附近的系外行星，但整个行星系统的大部分外部区域仍然处于未经勘查的状态。在系外行星的探测工具中，科学家们有一种适合探索这些远处外延区域和恒星之间的技术。这种技术被称作微引力透镜。

　　

　　当一个系外行星经过一个更遥远的恒星前，其重力使星光的轨迹弯曲，并在某些情况下造成了望远镜看到的图像中，背景恒星的短暂增光现象。艺术概念描绘出了这个效果。微引力透镜的这一现象使科学家有能力寻找对于任何其他方式来说都过远或过暗的系外行星。

　　来源：NASA艾姆斯/ JPL-加州理工学院/ T. Pyle

　　微引力透镜

　　在这个实验中，天文学家依靠大自然中的一个为人熟知的基本力——重力，来帮助探测这些遥远世界的存在。像恒星和行星这样的大质量天体所产生的引力能够明显地影响其他附近的物体。

　　但重力也可以影响光，偏转或扭曲那些经过大质量天体的光行进的方向。这种弯曲作用使重力作为一个透镜，汇聚远处物体散发出的光，如同放大镜可以集中太阳光一样。科学家们可以通过测量遥远恒星的光，利用光的弯曲效果去寻找一个可能由大质量天体所引起的增亮现象，比如一个经过望远镜和远处背景恒星之间的行星。这样的大型物体可以是一个在望远镜和遥远的背景恒星之间穿梭的行星。这种检测有可能发现一个本来隐秘的系外行星。

　　“K2任务就是利用重力来帮助我们探索系外行星的机会，是十年来最奇妙的天文实验之一，”在加州硅谷的NASA艾姆斯研究中心（Ames Research Center），开普勒和K2任务的项目科学家Steve Howell说道：“我很高兴成为K2任务的一分子，并期待着我们将做出的众多发现。”

　　微引力透镜的这种现象（“微”是因为它的光线偏移角度小）是科学家将在未来三个月内寻找的效果。当一个系外行星通过一个更遥远的恒星前，它的引力弯曲了星光的轨迹，并在某些情况下造成了在天文台看到的背景恒星的短暂增亮现象。

　　由自由运动的系外行星导致的透镜效果大约能持续一到两天，使得开普勒望远镜的持续监视能力成为了这种技术的无价之宝。

　　地面的天文台将同时测量这些简短的事件。从它们不同的优势位置，太空和地球，通过一个被称为视差的技巧，这些测量可以确定作为透镜的前景物体的位置。

　　“我们抓住这个机会利用开普勒独特的感光摄像头，以不同的方式来嗅探行星的存在。”艾姆斯研究中心的科学研究员Geert Barentsen说。

　　

　　在系外行星观测的全球性实验中，K2任务和六大洲的地面天文台将向我们银河系的中心方向调查数百万个恒星。科学家们将使用一种名为微引力透镜的技术，搜寻那些在恒星间徘徊的自由行星与轨道离主星较远的行星，正如木星之于太阳。用这种技术可以使开普勒发现比最初使用凌日法远10倍的行星。上图的艺术概念描绘了NASA的K2和开普勒任务搜索区域的相对位置。

　　来源：NASA艾姆斯/W. Stenzel与JPL-加州理工/R. Hurt

　　“在接近银河系中心处进行专门的大范围微透镜调查，对于K2任务与地基天文台来说都是一个独一无二的机会，”在华盛顿的总部，NASA科学任务理事会（Science Mission Directorate）的天体物理部主任Paul Hertz说：“这个史无前例的调查是NASA广角红外巡天望远镜（Wide-Field Infrared Survey Telescope，简写为WFIRST）的概念证明，而该望远镜将于2020年发射，进行一项更大规模，更加深入的微透镜调查，此外，由于开普勒望远镜距离地球约有1亿英里（1.6亿公里）的距离，从太空和地面的同步测量将采用视差技术，以更好地刻画出产生这些增光现象的系统特征。”

　　为了了解视差，请伸展你的手臂并举起你的大拇指。闭上一只眼睛，目光聚焦于自己的大拇指上，然后闭上另一只眼重复这个步骤。拇指的位置会根据视角的不同而移动。人类能够确定距离并拥有深度的感知能力，是因为我们的眼睛，也就是视角，使用了视差。

　　翻转望远镜

　　开普勒望远镜围绕太阳运转时仍跟随着地球，K2任务期间它通常朝向远离地球的方向。但是这个方向意味着地球不能同时观测到望远镜正观察着的天空，因为这片天空主要出现在地球的白天。

　　为了做到同步地面观测，贝尔宇航公司（Ball Aerospace）与科罗拉多大学博尔德分校的大气与空间物理实验室（the Laboratory for Atmospheric and Space Physics at the University of Colorado in Boulder）的飞行操作工程师将做出一个机动装置，转动望远镜使它朝向前进速度的矢量方向。所以，望远镜不会看它过来的方向，而是朝向它前进的方向。

　　当地球和月亮经过望远镜的视野时，这样的排列方式提供了观察地球和月亮的机会。太平洋夏令时4月14日上午11点50分（世界时间18点50分），开普勒望远镜将记录一个全帧图像。一旦数据被下载并处理完毕，该图像将被公布在六月份的公共档案内。开普勒望远镜能够测量物体的亮度变化，而不能解析观测目标的颜色或物理特性。

　　从地球观测

　　为了达到这一重要寻径研究的目标和社会对WFIRST的期望，六大洲内大约二十四个地面天文台将与K2任务合作。每个天文台将会在实验的不同方面作出贡献，并帮助探索一系列恒星系统中系外行星的分布情况与距离。

　　这些结果将有助于我们对行星系统架构和银河系中系外行星概率分布的理解。

　　关于参与天文台的完整列表，请参考定义该实验的论文：K2任务之行动9。（下载地址：http://arxiv.org/abs/1512.09142）

　　在大约80天的观测期或行动计划中，天文学家希望能发现超过100次的透镜事件，其中大于等于十次可能拥有在相对未勘探的物理参数空间中的系外行星所留下的标记。

　　艾姆斯研究中心为NASA科学任务理事会管理开普勒和K2任务。位于加州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）则管理开普勒任务的开发。贝尔宇航技术公司由科罗拉多大学博尔德分校的大气与空间物理实验室支持，负责操作飞行系统。

　　该动画描绘了微引力透镜的现象。当一个系外行星通过一个更遥远的恒星前，它的引力弯曲了星光的轨迹，并在某些情况下造成了望远镜中背景恒星的短暂增亮现象。K2任务和六大洲的地面天文台将合作进行这一系外行星观测的全球性实验，用微引力透镜寻找对于任何其他方式来说都过远或过暗的系外行星。

　　来源：NASA艾姆斯/ JPL-加州理工学院/ T. Pyle （校对：Sherry）

http://it.sohu.com/20160519/n450490655.shtml it.sohu.com true NASA中文爱好者团队 http://it.sohu.com/20160519/n450490655.shtml report 4022 天文学家们已经在探索太阳系之外的行星（也称作“系外行星”）的道路上跨出了一大步。事实上，在过去的20年里，在我们称之为太阳系家园之外，已经有超过5000颗系外行
阅读(0)

原标题：寻找远方的流浪世界-搜狐科技

关键词：行星,艾姆斯

转载请保留本文网址： http://tech.shaoqun.com/a/119483.html