北京時(shí)間12月24日消息，據(jù)美國(guó)生活科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，未來我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)多少顆類地行星?能夠揭曉外星生命的真實(shí)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(cè)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(guó)宇航局TESS太空望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡，是美國(guó)新一代“系外行星搜索獵人”太空望遠(yuǎn)鏡，能夠全天域搜索鄰近太陽(yáng)系的潛在宜居行星，該望遠(yuǎn)鏡平均每隔13.7天環(huán)繞地球一周，同時(shí)，一些先進(jìn)的陸基望遠(yuǎn)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(duì)地球周圍外星世界的理解和認(rèn)識(shí)，并為新一代望遠(yuǎn)鏡掃描尋找生命跡象提供目標(biāo)，在短短1年多的時(shí)間里，TESS已確認(rèn)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(shí)是系外行星，基于TESS望遠(yuǎn)鏡同時(shí)搜索數(shù)萬(wàn)個(gè)恒星系統(tǒng)的獨(dú)特能力，預(yù)計(jì)它能發(fā)現(xiàn)1萬(wàn)多顆系外行星。

TESS太空望遠(yuǎn)鏡令天文學(xué)家激動(dòng)不已，尤其對(duì)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(yuǎn)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(cè)系外行星

圖中是凌日系外行星巡天望遠(yuǎn)鏡(TESS)的太空勘測(cè)圖像。

地球周圍有大量星球有待于勘測(cè)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(yuǎn)鏡很難觀測(cè)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(dú)特之處。在半人馬比鄰星軌道上運(yùn)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(duì)比鄰星b 了解甚少，通常他們將一個(gè)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(yuǎn)鏡觀測(cè)到這顆行星，知道它的存在是基于它對(duì)主恒星的引力作用，它使得比鄰星出現(xiàn)輕微擺動(dòng)，一支國(guó)際天文學(xué)家小組基于多個(gè)陸基望遠(yuǎn)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(guó)宇航局TESS太空望遠(yuǎn)鏡于2018年4月發(fā)射，其主要目標(biāo)是搜索地球體積大小的行星，但采取的觀測(cè)方法較獨(dú)特，TESS太空望遠(yuǎn)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(huì)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(yùn)行軌跡。

勘測(cè)到一顆凌日系外行星是一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)，不同于“恒星擺動(dòng)”發(fā)現(xiàn)的行星，凌日觀測(cè)法有助于進(jìn)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(yuǎn)鏡能夠探測(cè)到環(huán)繞紅矮星運(yùn)行的系外行星，通常紅矮星體積較小，質(zhì)量不足太陽(yáng)的一半。

每一個(gè)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(yuǎn)鏡在其周圍發(fā)現(xiàn)兩顆系外行星，一顆行星是“超級(jí)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(yáng)系行星不同。

天文學(xué)家認(rèn)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)繞主恒星非常快，每環(huán)繞一周僅需11個(gè)小時(shí)。

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(shí)科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)宣稱發(fā)現(xiàn)一個(gè)環(huán)繞超冷矮星運(yùn)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(cè)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(jìn)行詳細(xì)研究，一支天文學(xué)家小組使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到熾熱的“超級(jí)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(dá)700攝氏度以下，午夜溫度卻接近絕對(duì)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(yuǎn)鏡勘測(cè)效果較好，美國(guó)宇航局計(jì)劃將任務(wù)延長(zhǎng)至2022年，用更多的時(shí)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(yùn)行的系外行星仍是一項(xiàng)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(jī)會(huì)，其他的行星搜索項(xiàng)目也十分關(guān)注TESS太空望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)。

TESS望遠(yuǎn)鏡找不到的星球

2016年5月，一支由比利時(shí)科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)宣稱發(fā)現(xiàn)一個(gè)環(huán)繞超冷矮星運(yùn)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(xiàng)突破性的重大發(fā)現(xiàn)。

該發(fā)現(xiàn)還證明了小型望遠(yuǎn)鏡仍可以獲得革命性發(fā)現(xiàn)，TRAPPIST陸基望遠(yuǎn)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(xì)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(duì)于TESS望遠(yuǎn)鏡的4個(gè)直徑10厘米鏡片而言，其亮度太微弱很難被探測(cè)到，如果TRAPPIST研究小組擁有鏡片直徑更大的望遠(yuǎn)鏡，其地球大小的行星可能仍無(wú)法被探測(cè)到。

目前，全球有兩個(gè)地外星球搜索項(xiàng)目正在進(jìn)行中，SPECULOOS團(tuán)隊(duì)在阿塔卡馬沙漠安裝了4個(gè)機(jī)械望遠(yuǎn)鏡，在北美洲安裝了1個(gè)機(jī)械望遠(yuǎn)鏡;地外發(fā)現(xiàn)與探索網(wǎng)絡(luò)(EDEN)項(xiàng)目使用9座陸基望遠(yuǎn)鏡連續(xù)觀察紅矮星變化。

SPECULOOS和EDEN項(xiàng)目使用的望遠(yuǎn)鏡透鏡直徑均大于TESS太空望遠(yuǎn)鏡，有助于搜尋恒星周圍過于昏暗、TESS無(wú)法探測(cè)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(huì)被人們牢記，因此我們將通過多種望遠(yuǎn)鏡勘測(cè)地球之外的神秘世界，預(yù)計(jì)到2025年TESS太空望遠(yuǎn)鏡可能發(fā)現(xiàn)1-1.5萬(wàn)顆系外行星;預(yù)計(jì)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(wàn)顆系外行星，GAIA將通過恒星擺動(dòng)方式探測(cè)行星，而PLATO將通過與TESS望遠(yuǎn)鏡相同的凌日觀測(cè)法探測(cè)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(cè)對(duì)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(shí)，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(jìn)展，在繪制了太陽(yáng)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(cè)器的首選目標(biāo)，例如：Starshot計(jì)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)