北京時間12月24日消息，據(jù)美國生活科學(xué)網(wǎng)站報道，未來我們還會發(fā)現(xiàn)多少顆類地行星?能夠揭曉外星生命的真實面目嗎?在距離地球50光年的太空區(qū)域分布著大約1560顆恒星以及數(shù)千顆行星，大約有1000顆系外行星是巖石體，主要成分與地球相似，甚至一些行星潛在孕育生命的條件。由于之前太空探測技術(shù)的限制，99%的系外行星都未被觀察研究，但現(xiàn)在情況發(fā)生了變化，美國宇航局TESS太空望遠鏡將有望發(fā)現(xiàn)數(shù)千顆系外行星。

TESS全稱是凌日系外行星巡天望遠鏡，是美國新一代“系外行星搜索獵人”太空望遠鏡，能夠全天域搜索鄰近太陽系的潛在宜居行星，該望遠鏡平均每隔13.7天環(huán)繞地球一周，同時，一些先進的陸基望遠鏡也有望在未來幾年內(nèi)發(fā)現(xiàn)數(shù)百顆系外行星。

這將極大的改變天文學(xué)家對地球周圍外星世界的理解和認識，并為新一代望遠鏡掃描尋找生命跡象提供目標，在短短1年多的時間里，TESS已確認發(fā)現(xiàn)了1200多顆候選系外行星，其中29顆已被天文學(xué)家證實是系外行星，基于TESS望遠鏡同時搜索數(shù)萬個恒星系統(tǒng)的獨特能力，預(yù)計它能發(fā)現(xiàn)1萬多顆系外行星。

TESS太空望遠鏡令天文學(xué)家激動不已，尤其對于探索系外行星的研究人員而言，他們正在通過陸基和太空望遠鏡搜尋系外行星，研究分析系外行星的特征，以及孕育生命的可能性。

地球周圍潛在大量未探測系外行星

圖中是凌日系外行星巡天望遠鏡(TESS)的太空勘測圖像。

地球周圍有大量星球有待于勘測發(fā)現(xiàn)，例如：以半人馬比鄰星為例，這是一顆不起眼的微弱紅星，普通望遠鏡很難觀測到，在銀河系有數(shù)千億顆類似的恒星，除了它是我們地球的鄰居之外，并沒有什么獨特之處。在半人馬比鄰星軌道上運行著一顆神秘星球，叫做比鄰星b，直到2016年才被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。

令人驚訝的是，天文學(xué)家對比鄰星b 了解甚少，通常他們將一個恒星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的第一顆行星命名為“某星b”，人類從未用肉眼或者望遠鏡觀測到這顆行星，知道它的存在是基于它對主恒星的引力作用，它使得比鄰星出現(xiàn)輕微擺動，一支國際天文學(xué)家小組基于多個陸基望遠鏡采集數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)這顆行星存在，比鄰星b的巖石成分與地球十分相似，它接收到恒星的熱量與地球相近。

這顆系外行星令人感到興奮的原因在于它位于宜居地帶，可能具有與地球相似的屬性，例如：巖石表面、液態(tài)水，甚至大氣層可能潛在著化學(xué)生命信息。

美國宇航局TESS太空望遠鏡于2018年4月發(fā)射，其主要目標是搜索地球體積大小的行星，但采取的觀測方法較獨特，TESS太空望遠鏡搜索罕見的恒星變昏暗事件——當(dāng)行星掠過主恒星前方會遮擋一些恒星光線，該凌日事件不僅表明行星的存在，還能揭曉行星的體積大小和運行軌跡。

勘測到一顆凌日系外行星是一項重大發(fā)現(xiàn)，不同于“恒星擺動”發(fā)現(xiàn)的行星，凌日觀測法有助于進一步研究凌日行星，并確定行星密度及大氣成分。

紅矮星

讓科學(xué)家感到最興奮的是那些體積較小的系外行星，TESS太空望遠鏡能夠探測到環(huán)繞紅矮星運行的系外行星，通常紅矮星體積較小，質(zhì)量不足太陽的一半。

每一個恒星系統(tǒng)都是與眾不同的，例如：LP 791-18是距離地球86光年之遙的一顆紅矮星，TESS太空望遠鏡在其周圍發(fā)現(xiàn)兩顆系外行星，一顆行星是“超級地球”，其體積略大于地球，主要成分是巖石，另一顆行星是“迷你海王星”，體積比海王星小，但富含氣體和冰物質(zhì)，它們均與太陽系行星不同。

天文學(xué)家認為最接近地球的系外行星是LHS 3884b，它的體積與地球相似，這是一顆高溫“熱地球”，環(huán)繞主恒星非?？欤凯h(huán)繞一周僅需11個小時。

迄今未發(fā)現(xiàn)潛在生命跡象的類地行星

2016年5月，一支由比利時科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的科研團隊宣稱發(fā)現(xiàn)一個環(huán)繞超冷矮星運行的行星系統(tǒng)，這顆超冷矮星被命名為TRAPPIST-1，在TRAPPIST-1系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)7顆地球體積大小的凌日系外行星。

迄今探測的類地行星與地球的相似性究竟有多少呢?天文學(xué)家已搜尋鄰近行星并進行詳細研究，一支天文學(xué)家小組使用哈勃太空望遠鏡觀測到熾熱的“超級地球”LHS 3884b，研究結(jié)果表明，這顆行星的環(huán)境非常可怕，它沒有大氣層，行星遍布裸露的巖石，中午溫度可達700攝氏度以下，午夜溫度卻接近絕對零度。

TESS任務(wù)最初僅獲得了兩年的資金提供，但由于該望遠鏡勘測效果較好，美國宇航局計劃將任務(wù)延長至2022年，用更多的時間掃描鄰近地球的明亮恒星。

然而，搜尋環(huán)繞超低溫恒星運行的系外行星仍是一項挑戰(zhàn)，通常超低溫恒星是指表面溫度低于2700攝氏度的恒星，由于超低溫紅矮星為我們搜尋和研究類似地球體積和溫度的系外行星最佳機會，其他的行星搜索項目也十分關(guān)注TESS太空望遠鏡數(shù)據(jù)。

TESS望遠鏡找不到的星球

2016年5月，一支由比利時科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的科研團隊宣稱發(fā)現(xiàn)一個環(huán)繞超冷矮星運行的行星系統(tǒng)，這顆超冷矮星被命名為TRAPPIST-1，在TRAPPIST-1系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)7顆地球體積大小的凌日系外行星，這是一項突破性的重大發(fā)現(xiàn)。

該發(fā)現(xiàn)還證明了小型望遠鏡仍可以獲得革命性發(fā)現(xiàn)，TRAPPIST陸基望遠鏡從阿塔卡馬沙漠高空掃描夜空光線微弱的紅矮星，尋找它們亮度的細微變化，最終它在紅矮星TRAPPIST-1系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)凌日現(xiàn)象，雖然該恒星距離地球僅41光年，但對于TESS望遠鏡的4個直徑10厘米鏡片而言，其亮度太微弱很難被探測到，如果TRAPPIST研究小組擁有鏡片直徑更大的望遠鏡，其地球大小的行星可能仍無法被探測到。

目前，全球有兩個地外星球搜索項目正在進行中，SPECULOOS團隊在阿塔卡馬沙漠安裝了4個機械望遠鏡，在北美洲安裝了1個機械望遠鏡;地外發(fā)現(xiàn)與探索網(wǎng)絡(luò)(EDEN)項目使用9座陸基望遠鏡連續(xù)觀察紅矮星變化。

SPECULOOS和EDEN項目使用的望遠鏡透鏡直徑均大于TESS太空望遠鏡，有助于搜尋恒星周圍過于昏暗、TESS無法探測的行星，其中包括距離地球很近的凌日類地行星。

探索系外行星的十年

未來十年可能會被人們牢記，因此我們將通過多種望遠鏡勘測地球之外的神秘世界，預(yù)計到2025年TESS太空望遠鏡可能發(fā)現(xiàn)1-1.5萬顆系外行星;預(yù)計到2030年歐洲航天局GAIA和PLATO任務(wù)有望發(fā)現(xiàn)另一組2-3.5萬顆系外行星，GAIA將通過恒星擺動方式探測行星，而PLATO將通過與TESS望遠鏡相同的凌日觀測法探測行星。

然而，即使我們不久發(fā)現(xiàn)數(shù)千顆系外行星，距離地球最近的系外行星將是首選勘測對象，這些行星有諸多可研究分析的特征，從中分析該行星是否存在生命宜居條件。同時，發(fā)現(xiàn)最鄰近地球的系外行星代表著人類探索宇宙的重大進展，在繪制了太陽系地圖之后，人類開始轉(zhuǎn)向鄰近的行星系統(tǒng)?；蛟S有一天，比鄰星b或者附近另一顆天文學(xué)家尚未發(fā)現(xiàn)的行星將成為星際探測器的首選目標，例如：Starshot計劃，或者是載人星際飛船，但首先我們要將這些行星繪制在地圖上。(葉傾城)