發現一大波行星 開普勒太空鏡咋這么“神”

美國航天局5月10日公布的概念圖顯示開普勒太空望遠鏡確認的部分行星。新華社發

　　美國國家航空航天局10日宣布，開普勒太空望遠鏡一次性確認了1284顆太陽系外行星的存在，為人類探索宇宙、尋找“可生存外星”提供了更大潛力。

　　素有“行星神探”之稱的開普勒太空望遠鏡至今已發現超過2300顆系外行星。它是怎么做到的呢？

　　【“眨眼”捕捉行星】

　　總耗資6億美元的開普勒太空望遠鏡于2009年3月發射升空，以德國著名天文學家約翰內斯·開普勒的名字命名，是世界上首個專門用于搜尋太陽系外類地行星的航天器。它繞太陽飛行，運行軌道與地球軌道基本重合，通過觀測行星凌日現象，在天鵝座和天琴座的大約10萬個恒星系中搜尋與地球類似的行星。

　　具體來說，開普勒太空望遠鏡每隔30分鐘會同時監測約10萬顆恒星亮度的變化，當某顆行星經過恒星表面、即“凌日”時，它就可觀測到恒星因受行星遮擋所發生的細微亮度變化，即通過捕捉星星的“眨眼”來判斷行星的存在。

　　據美國航天局官網介紹，由于行星軌道和恒星類型不同，凌日現象大約會持續1小時至半天時間。每一段“眨眼”時間，就是開普勒望遠鏡的“捕獵”黃金期。

圖為美國航天局2015年12月20日公布的名為“開普勒-20f”的行星的假想圖。新華社發

　　【“掃帚”新式搜索】

　　與恒星的光輝相比，行星凌日時的亮度變暗現象實在是微乎其微，也非常難觀測。舉例來說，一顆地球大小的行星掠過太陽大小的恒星時，產生的亮度變化只有百萬分之八十四，這就像是要從數公里外看清一只跳蚤是否爬上了汽車前燈一樣難。

　　開普勒太空望遠鏡主體大致呈圓筒狀，直徑2.7米，長4.7米。用于檢測亮度變化的光度計由光圈為95厘米的望遠鏡、直徑1.4米的主反射鏡以及9500萬像素的焦平面陣列傳感器組成。

　　光線射入望遠鏡后，從主反射鏡反射到傳感器上，每隔6秒鐘，傳感器會把檢測到的光子數量記錄并上傳至望遠鏡內的計算機，以便存儲和初步分析。這些光子數據每個月會傳回地球一次。

　　自20多年前人類發現首顆太陽系外行星以來，科學家通常通過一一分析確認的方法來驗證疑似行星，這是一項費時費力的工作。而最新的研究方法，是基于一種能同時應用于多顆候選行星的新型統計分析方法，計算每個候選者為行星的百分比概率，概率超過99％被認定為行星。

　　美國國家航空航天局研究人員打了一個比喻：候選行星就類似丟在地上的面包屑，以前是一顆一顆撿起來，新的方法是用掃帚把它們掃起來，結果就是一次性發現一大群系外行星。

　　【“老兵”超期服役】

　　按美國航天局原定計劃，開普勒太空望遠鏡服役期為3年半，但2009年至今，它在太空中已7年有余，屬超期服役。

　　其間，這個“老兵”也曾經歷數次危機，但都有驚無險。在2013年，因4個反應輪中的兩個出現故障，開普勒太空望遠鏡被宣布“死亡”。反應輪主要用于調整望遠鏡的姿態。2014年，科學家用太陽光子產生的壓力作為一個“虛擬反應輪”，讓這臺太空望遠鏡得以重生。美聯社報道，美國航天局計劃明年再發射一臺搜尋行星的天文設備。

　　前不久開普勒望遠鏡再次進入緊急模式，僅維持最低限度運行能力，經科學家努力才恢復正常。它現在位于近1.2億公里以外的太空?？茖W家說，讓開普勒維持正常運行當前的首要任務。

　　為何要持續探索太空？美國航天局首席科學家埃倫·斯托凡說：“在宇宙中的某個地方，類似我們太陽的某顆恒星的周圍，我們或將最終找到又一個地球?！保êＱ?新華社專特稿）