NASA「行星獵人」黛絲升空 將掃瞄20萬顆恆星 尋找太陽系外生命家園

2018年04月19日 15:25 風傳媒

美國航太總署(NASA)18日成功發射太陽系外行星探測器「黛絲」,期望能在太陽系附近找到可能孕育生命的「新世界」。黛絲預計60天後抵達預定軌道,隨後開啟探測任務。未來兩年中,黛絲將利用4具相機掃瞄20萬顆鄰近太陽的明亮恆星,確認是否有行星圍繞這些恆星公轉。

美東時間18日傍晚,SpaceX公司的「獵鷹9號」(Falcon 9)火箭從佛羅里達州卡納維拉角(Cape Canaveral)發射升空,將全名「凌日太陽系外行星勘測衛星」(Transiting Exoplanet Survey Satellite)的黛絲(TESS)送入太空;火箭第一節在發射約9分鐘後成功從大西洋回收。

美國航太總署(NASA)太陽系外行星探測器「黛絲」(TESS)(AP)
美國航太總署(NASA)太陽系外行星探測器「黛絲」(TESS)(AP)

NASA期待黛絲至少找到1500顆太陽系外行星,其中約300顆岩石行星大小近似地球,或者是地球2倍大,亦即「超級地球」(Super Earth)。如果它們位於距離母恆星不太近(否則過熱)也不太遠(否則過冷)的宜居帶(habitable zone),讓地表有可能存在液態水,就有希望成為蘊育生命的搖籃。

「克卜勒」功成身退,「黛絲」視野更寬廣

黛絲將接替即將功成身退的「克卜勒太空望遠鏡」(Kepler Space Telescope),後者迄今已發現約2650顆太陽系外行星(exoplanet)。黛絲的觀測視野比2009年3月升空的克卜勒寬廣400倍、可觀測恆星比克卜勒亮30倍到100倍,有望發現更多太陽系外行星。NASA形容黛絲是一位「行星獵人」(Planet Hunter)。

黛絲任務經費約3億3700萬美元(新台幣100億元),未來2年將掃瞄全天約85%的區域,將其分為南天、北天各13個部分,第一年掃瞄南天,第二年掃瞄北天,總共涵蓋約20萬顆恆星,距離地球在30至300光年之間。找出候選太陽系外行星後,黛絲會與陸地望遠鏡的後續觀測配合,確認行星的真實身分。

黛絲將特別關注所謂的「紅矮星」(red dwarf)。與我們的恆星相比,這類恆星體積較小、溫度較低、壽命較長,也比較容易擁有類似地球的岩石行星。

太陽系外行星為何難找?

銀河系中的恆星數量就數以千億計,太陽系外行星的數量必然不少,但確認太陽系外行星的存在卻是最近30年的事。太陽系外行星如此難找,主要是因為自身並不發光,掩藏在恆星光輝中,很難被準確觀測。

天文學家主要倚賴「凌日光度法」(transit photometry),其原理是行星穿過母恆星時,母恆星的亮度會基於兩者的相對大小而微弱變暗,地球大小的行星「凌過」太陽大小的母恆星時,母恆星變暗程度僅約0.008%,因此探測設備需要「火眼金睛」才能看得清楚。

NASA19日宣布,克卜勒太空望遠鏡發現219顆疑似系外行星,其中有10顆是處於適居帶的類地行星,行星大小和溫度都與地球類似,適合孕育生命。(美聯社)
克卜勒太空望遠鏡先後發現約2650顆太陽系外行星(美聯社)

為什麼要尋找太陽系外行星?

科學家至今已確認約3700顆太陽系外行星。人類千辛萬苦尋找這類行星,希望回答3個「終極問題」:第一,地球上的生命從哪裡來?這是目前太陽系外行星研究中科學意義最強的領域。

第二,我們是宇宙中唯一的文明嗎?地球並非宇宙的中心,「地外文明」或許存在,但對水星、火星等太陽系行星及其衛星的探索,尚未找到生命存在的證據,於是科學家把觸角伸向太陽系外行星。

第三,我們要到哪裡去?在地球資源枯竭後移民「第二地球」是許多科幻作品的主題,發現「宜居星球」已經成為嚴肅的科學研究。

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