美國宇航局確認(rèn)：發(fā)現(xiàn)了太陽系之外的 6,000 顆行星

系外行星的時代始于 1992 年，當(dāng)時天文學(xué)家探測到一對圍繞脈沖星.然后，在 1995 年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了第一顆圍繞主序星運(yùn)行的系外行星。隨著美國宇航局開普勒和 TESS 任務(wù)的開始，已確認(rèn)的系外行星數(shù)量持續(xù)增加。

到 2015 年，美國宇航局宣布開普勒發(fā)現(xiàn)了第 1,000 顆系外行星。2016 年是系外行星探測的標(biāo)志性一年，僅那一年就有近 1,500 次。2022 年 3 月，總數(shù)達(dá)到 5,000 人。

現(xiàn)在，美國宇航局宣布有 6,000 顆已確認(rèn)的系外行星。

相關(guān)：發(fā)現(xiàn)了一種不同于太陽系中任何東西的新型行星

6,000 個是很多的，盡管與銀河系中可能存在的 1000 億個相比，這只是微不足道的數(shù)量。盡管如此，對于像我們這樣剛剛起步的太空文明來說，這還是一件值得慶祝的事情。

考慮到檢測它們的挑戰(zhàn)性，我們發(fā)現(xiàn)了 6,000 個，這一事實(shí)令人印象深刻。我們和其他恒星之間有很長的距離。許多系外行星將隱藏在恒星的眩光中，或者它們離恒星太遠(yuǎn)，幾乎無法被發(fā)現(xiàn)。

以歷史為鑒，很明顯，除非文明崩潰或科學(xué)被遺棄，否則技術(shù)進(jìn)步將使更多的人觸手可及。

顯然，系外行星科學(xué)不僅僅是純粹的數(shù)字。我們發(fā)現(xiàn)的各種行星教會了我們關(guān)于自然、我們自己的太陽系和地球的重要知識。奇怪的是，我們發(fā)現(xiàn)的許多行星都與我們太陽系中的任何行星都不同。

有熱木星，這是在幾天內(nèi)繞恒星運(yùn)行的巨大氣態(tài)巨行星。有超短周期行星將汞短暫的軌道周期在短短幾個小時內(nèi)完成軌道，這讓其感到羞恥。

一種奇怪的行星離它的恒星如此之近，以至于它們被潮汐鎖定在它們的恒星上，比如月亮是對地球。這些行星有一個炎熱的一面和一個寒冷的一面。其中一些可能足夠熱，可以保持熔融狀態(tài)。

其他的具有如此極端的溫度、壓力和化學(xué)成分，以至于它們可能會下鐵雨，或者密度可能不比聚苯乙烯泡沫塑料大。有些可能被海洋覆蓋。其他人則被有毒氣體所籠罩。

不知何故，它們都是大自然的一部分。確定它們是如何形成的是一種持久的魅力。

但所有這些尋找和疑惑的基礎(chǔ)是一個大問題：我們是孤獨(dú)的嗎？

“我們發(fā)現(xiàn)的每一種不同類型的行星都為我們提供了有關(guān)行星形成條件的信息，以及最終像地球這樣的行星可能有多常見，以及我們應(yīng)該在哪里尋找它們，”美國宇航局系外行星探索計劃 （ExEP） 負(fù)責(zé)人道恩·杰利諾 （Dawn Gelino） 說該機(jī)構(gòu)位于南加州的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。

“如果我們想找出我們在宇宙中是否孤獨(dú)，所有這些知識都是必不可少的?！?/p>

絕大多數(shù)系外行星探測都是間接的。凌日方法通過測量系外行星經(jīng)過恒星前面時阻擋了多少光來檢測行星。徑向速度法檢測系外行星對恒星的輕微牽引力，并測量恒星的光如何通過擺動而變化。

天體測量檢測微小的運(yùn)動，并且在引力透鏡，行星的存在會給觀測到的光帶來異常。開普勒和 TESS 都使用凌日方法，該方法負(fù)責(zé)大多數(shù)系外行星探測，近 4500 顆。徑向速度緊隨其后，大約有 1140 次檢測。

雖然有效，但它們是間接的。只有直接成像才能測量系外行星大氣層的化學(xué)成分，并且不需要特定的軌道對準(zhǔn)或方向。但這很困難，只有不到 100 顆系外行星被直接成像。

6,000 顆已確認(rèn)的系外行星是一個明確、具體的科學(xué)里程碑。但還有成千上萬的其他候選人，確認(rèn)候選人需要做很多工作。其他原因可能正在產(chǎn)生信號，例如恒星耀斑或凌日方法的偽影。

后續(xù)觀測，有時使用不同的望遠(yuǎn)鏡，證實(shí)了這一點(diǎn)，這需要大量的時間和觀測資源。截至 2025 年 7 月，TESS 擁有 7655 顆系外行星候選者名單，其中 600 多顆已得到確認(rèn)。

“如果我們想最大限度地投資這些正在大量產(chǎn)生系外行星候選者的任務(wù)，我們確實(shí)需要整個社區(qū)共同努力，”IPAC 美國宇航局系外行星檔案館的副科學(xué)負(fù)責(zé)人奧羅拉·凱塞利 （Aurora Kesseli） 說。

“我們在 NExScI 所做的很大一部分工作是構(gòu)建工具，幫助社區(qū)走出去，將候選行星變成已確認(rèn)的行星。”

我們可能面臨著幾十年前難以想象的大量系外行星發(fā)現(xiàn)。

盡管該任務(wù)已經(jīng)結(jié)束，但候選系外行星仍在蓋亞數(shù)據(jù)中被發(fā)現(xiàn)。美國宇航局的南?！じ窭俳z·羅馬太空望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該會在 2027 年發(fā)射，除非現(xiàn)任政府取消它的威脅成真，否則應(yīng)該會通過微透鏡發(fā)現(xiàn)數(shù)千個。

不過，系外行星的年齡開始發(fā)生變化。我們的搜索變得越來越有針對性。天文學(xué)家不是撒下一張大網(wǎng)，看看他們捕獲了什么，而是尋求尋找更具體類型的系外行星。歐空局的柏拉圖準(zhǔn)備在 2026 年發(fā)射后探測到類太陽恒星周圍更多的巖石系外行星。

這宜居世界觀測站目前只是一個提議，但它將在宜居帶中尋找宜居系外行星，也將為系外行星的膨脹列表做出貢獻(xiàn)。其他任務(wù)，例如胡夫和愛麗兒將更詳細(xì)地研究已知的系外行星。

系外行星科學(xué)的圣杯是宜居性。確定宜居性需要很多因素，只有少數(shù)系外行星顯示出適合居住的可能性。關(guān)鍵是找到生物特征，即告訴我們生命在地球上活躍的特定化學(xué)物質(zhì)。

JWST 及其紅外大氣光譜法剛剛開始解決這個問題，并且已經(jīng)產(chǎn)生了一些誘人的結(jié)果，盡管目前還沒有具體結(jié)果。

與所有科學(xué)努力一樣，技術(shù)進(jìn)步推動了對系外行星的探索，并且未來將繼續(xù)下去。系外行星科學(xué)的一大障礙涉及行星繞行的恒星。

恒星非常明亮，一顆相對昏暗的系外行星的存在可以被星光完全混淆。對于圍繞類太陽恒星尋找類地世界的重點(diǎn)搜索者來說尤其如此，例如宜居世界天文臺 （HWO） 的構(gòu)想就是為了探測。

HWO 將需要強(qiáng)大的日冕儀或星罩才能完成其工作。如果一位遙遠(yuǎn)的天文學(xué)家在太陽周圍尋找地球，他們將很難在所有的星光下探測到它。這實(shí)際上就是天文學(xué)家將對 HWO 所做的事情。

中國也開始利用其在系外行星領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。其地球 2.0 （ET） 太空望遠(yuǎn)鏡定于 2028 年發(fā)射，并將花費(fèi)四年時間尋找系外行星凌日。這是中國第一個專門的系外行星狩獵任務(wù)，重點(diǎn)是地球大小的系外行星。

最終，我們將在類太陽恒星周圍獲得一份已確認(rèn)的類地系外行星列表。然后我們將面臨一項更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)：弄清楚這些世界中是否有任何一個真的擁有生命。

本文最初發(fā)表于今日宇宙.閱讀原文.

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